KR20210024603A - Improvements in methods and apparatus for removal of skin pigmentation and tattoo ink - Google Patents

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KR20210024603A
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treated
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댄 도브 글로스맨
오뎃 로이블
가이 엔젤
에롤 다멜린
자레드 아론 아이젠버그
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라이트센스 이스라엘 엘티디.
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Abstract

피부과 레이저 치료를 위한, 예컨대 원치 않는 문신들 또는 다른 피부 착색의 제거를 위한 방법들 및 장치. 단일 펄스 레이저 빔을 이용한 다수의 컬러들의 제거는 약 50 GW/cm2를 초과한 강도들을 사용하여 달성될 수 있다. 레이저 문신 제거와 연관된 통증 및 조직 손상을 감소시키기 위한 방법들은 0.5 내지 10 J/cm2에서의 플루엔스를 갖는 2mm 미만의 스팟 크기를 사용하는 것을 포함한다. 치료될 피부의 면적에 걸쳐 레이저 빔을 스캔하는 것은 피부의 치료된 부분들로부터 멀리 열의 급속한 발산을 촉진시키도록 산출된 스캐닝 패턴들을 갖고 이러한 면적들이 정확하게 치료되도록 허용한다. 다수의 치료실들은 레이저의 다운시간을 최소화하기 위해 빔 토글링, 스플리팅 또는 펄스-피킹에 의한 단일 펄스 치료 레이저에 의해 제공될 수 있다. Methods and apparatus for dermatological laser treatment, such as for the removal of unwanted tattoos or other skin pigmentation. Removal of multiple colors with a single pulsed laser beam can be achieved using intensities in excess of about 50 GW/cm 2. Methods for reducing pain and tissue damage associated with laser tattoo removal include using a spot size of less than 2 mm with a fluence between 0.5 and 10 J/cm 2. Scanning a laser beam over an area of the skin to be treated allows these areas to be accurately treated with scanning patterns calculated to promote rapid dissipation of heat away from the treated areas of the skin. Multiple treatment rooms may be provided by a single pulse treatment laser with beam toggling, splitting or pulse-peaking to minimize laser downtime.

Description

피부 착색 및 문신 잉크의 제거를 위한 방법들 및 장치에서의 개선들Improvements in methods and apparatus for removal of skin pigmentation and tattoo ink

본 발명은 원치 않는 피부 착색(skin pigmentation) 및 문신 잉크의 제거에 관한 것이며 이를 위한 방법들 및 장치에서 및 그에 관한 다양한 개선들을 포괄한다.The present invention relates to the removal of unwanted skin pigmentation and tattoo ink and encompasses various improvements in and related to methods and apparatus therefor.

피부의 문신 및 다른 착색은 피부의 진피, 즉 통상적으로 약 2mm 두께인 표피 밑에 있는 진피 조직의 층으로 색소의 배치를 수반한다. 초기 주입 후, 색소는 표피 및 상부 진피를 통해 아래로 균질화한, 손상된 층 전체를 통해 분산되며, 그 양쪽 모두에서 이물질의 존재는 색소 입자들을 빨아들이기 위해 면역 체계의 포식세포를 활성화한다. 치유가 진행됨에 따라, 손상된 표피는 피부에서 더 깊게 육아 조직을 형성하는 동안 벗겨져 떨어지며(표면 색소를 제거한다), 이것은 나중에 콜라겐 성장에 의해 결합 조직으로 바뀐다. 이것은 상부 진피를 고치며, 여기에서 색소는 궁극적으로, 약 300 내지 700㎛ 사이의 피부 표면 아래의 깊이에서 진피/표피 경계 바로 밑에 있는 층에 모인, 대식세포들의 연속적인 생성들 내에 포획된 채로 있다. 그것의 존재는 안정되어 있지만, 장기적으로 보아(수십 년), 오래된 문신들의 저하된 세부사항을 감안하여, 색소는 진피로 더 깊게 이동하려는 경향이 있다. 2016년 Harris Poll에 따르면(2016, Shannon-Missal), 미국에서 18세 내지 36세 사이의 사람들 중 거의 절반이 문신을 가지며 4명 중 거의 한 명이 그것을 후회한다. 상기 나이 그룹에서 약 6000만 명의 사람들의 추정치에 기초하여, 이것은 약 750만 명의 사람들이 "문신 후회"를 한다는 것을 의미한다. 따라서, 문신들이 있는 많은 사람들이 그것들을 제거하고자 한다. Tattooing and other pigmentation of the skin involves the placement of pigments into a layer of dermal tissue beneath the dermis of the skin, i. After initial injection, the pigment is dispersed throughout the damaged layer, homogenized down through the epidermis and upper dermis, and the presence of foreign matter on both sides activates the immune system's phagocytic cells to suck up the pigment particles. As healing progresses, the damaged epidermis peels off (removes the surface pigment) while forming granulation tissue deeper in the skin, which later turns into connective tissue by collagen growth. This fixes the upper dermis, where the pigment ultimately remains trapped in successive productions of macrophages, gathered in a layer just below the dermal/epidermal boundary at a depth below the skin surface between about 300 and 700 μm. Its existence is stable, but over the long term (decades), given the degraded detail of old tattoos, the pigment tends to migrate deeper into the dermis. According to the 2016 Harris Poll (2016, Shannon-Missal), almost half of people aged 18 to 36 in the United States have tattoos, and nearly one in four regrets it. Based on an estimate of about 60 million people in this age group, this means that about 7.5 million people have "tattoo regrets". Therefore, many people with tattoos want to get rid of them.

본 출원에서, 문신 제거를 위한 금 표준 양식(gold standard modality)은 Q-스위칭 레이저들을 사용한 문신 색소들의 비-침습성 제거이다. 피험체(subject)의 피부로의 방사선의 인가는 수동으로 행해진다: 조작자는 치료될 면적에 레이저 빔을 겨누며 레이저를 쏜다. 상이한 유형들의 Q-스위칭 레이저들은 문신 색소들의 특정 광 흡수 스펙트럼들에 의존하여 문신 잉크의 상이한 컬러들을 타겟팅하기 위해 사용된다. 통상적으로, 흑색 및 다른 더 어두운-컬러링 잉크들은 Q-스위칭 레이저들을 사용하여 완전히 제거될 수 있지만 황색들 및 녹색들과 같은 더 옅은 컬러들은 제거하기에 매우 어렵다. 성공은 피부 컬러, 잉크 컬러, 및 잉크가 도포된 깊이를 포함한 매우 다양한 인자들에 의존할 수 있다. In this application, the gold standard modality for tattoo removal is the non-invasive removal of tattoo pigments using Q-switching lasers. The application of radiation to the subject's skin is done manually: the operator aims the laser beam at the area to be treated and shoots the laser. Different types of Q-switching lasers are used to target different colors of tattoo ink depending on the specific light absorption spectra of the tattoo pigments. Typically, black and other darker-coloring inks can be completely removed using Q-switching lasers, but lighter colors such as yellows and greens are very difficult to remove. Success can depend on a wide variety of factors including skin color, ink color, and depth to which the ink is applied.

펄스 레이저 치료는 또한 주근깨들, 검버섯들, 흑점들, 갈색 반점들, 기미 및 포도주색 반점들 및 모세혈관 확장증들과 같은 표피 혈관 기형들과 같은, 원치 않는 피부 착색 및 색소 병변들을 제거하기 위해 사용된다. Pulsed laser treatment is also used to remove unwanted skin pigmentation and pigmented lesions, such as freckles, age spots, black spots, brown spots, melasma and burgundy spots, and epidermal vascular anomalies such as telangiectasias. do.

원치 않는 착색의 레이저 제거는 통상적으로 약 1 내지 7 J/cm2의 플루엔스(fluence)들을 달성하기 위해 약 109 내지 1010 W/cm2의 피부 표면 입력 강도들 및 250ps보다 큰 펄스 폭들을 사용하여 실행된다. 이들 입력 플루엔스들을 산출하기 위해, 범위 200 내지 800mJ에서의 펄스 에너지들이 피부 표면상에서 2 내지 6mm 스팟 크기들 및 ~1 내지 10 Hz 펄스 반복률들과 함께 사용된다. Laser removal of unwanted pigmentation typically results in skin surface input intensities of about 10 9 to 10 10 W/cm 2 and pulse widths greater than 250 ps to achieve fluences of about 1 to 7 J/cm 2. Is executed using. To calculate these input fluences, pulse energies in the range 200 to 800 mJ are used with 2 to 6 mm spot sizes and ˜1 to 10 Hz pulse repetition rates on the skin surface.

이러한 방법들은 컬러 선택적이며, 조직과 레이저의 주 상호작용, 주로 흡수는 단지 타겟 색소 흡수에 대한 파장의 함수라고 가정된다. 실제로, 이것은 선택적 광선열융해(1983년, Anderson & Parrish) 뒤에 있는 주 아이디어이다. 레이저 방사선 파장 및 제거될 잉크 또는 병변의 컬러 간의 매칭이 있어야 한다고 널리 여겨진다. 예를 들어, 적색 잉크는 녹색(532nm) 레이저에 의해 제거될 수 있지만, 녹색 잉크는 적외선(IR)(800nm) 파장을 요구한다는 것이 잘 알려져 있다. 미스매치가 발생할 때(즉, 적절하지 않은 레이저 파장이 사용될 때), 레이저 방사선은 타겟 컬러에 의해 흡수되지 않으며 어떤 제거도 달성되지 않는다. 이것은 특히 단일 문신이 상이한 레이저 파장들을 요구하는 여러 컬러들을 가질 때 문제가 된다. 현재 고급 레이저 제거 시스템들은 상이한 문신 컬러들을 수용하기 위해 다양한 파장 레이저들을 제공하지만, 제한된 성공 및 높은 비용을 갖는다. 요구된 치료들의 수는 범위가 8에서 20까지 이를 수 있으며, 1 내지 2년 간 지속될 수 있다.These methods are color-selective and it is assumed that the main interaction of the laser with the tissue, mainly absorption, is only a function of the wavelength on the target pigment absorption. In fact, this is the main idea behind selective ray heat fusion (1983, Anderson & Parrish). It is widely believed that there must be a match between the laser radiation wavelength and the color of the ink or lesion to be removed. For example, red ink can be removed by a green (532 nm) laser, but it is well known that green ink requires an infrared (IR) (800 nm) wavelength. When a mismatch occurs (ie, when an inappropriate laser wavelength is used), the laser radiation is not absorbed by the target color and no removal is achieved. This is particularly a problem when a single tattoo has multiple colors requiring different laser wavelengths. Current advanced laser ablation systems offer a variety of wavelength lasers to accommodate different tattoo colors, but with limited success and high cost. The number of treatments required can range from 8 to 20 and last from 1 to 2 years.

본 발명의 목적은 그러므로 단일 파장의 레이저 광을 사용하여 다수의 상이한 컬러들을 제거할 수 있는 피부 착색 또는 문신 잉크의 제거를 위한 방법들 및 장치를 제공하는 것이다. It is therefore an object of the present invention to provide methods and apparatus for the removal of skin pigmentation or tattoo ink, capable of removing a large number of different colors using a single wavelength laser light.

현재 문신 제거 치료 시스템들은 여러 개의 다른 단점들을 겪는다(Goldman, Fitzpatrick, Ross, Kilmer, & Weiss, 2013).Current tattoo removal treatment systems suffer from several other drawbacks (Goldman, Fitzpatrick, Ross, Kilmer, & Weiss, 2013).

Figure pct00001
통증은 치료의 필수적인 부분이며 국소 마취들이 일반적으로 적용된다.
Figure pct00001
Pain is an essential part of treatment and local anesthesia is commonly applied.

Figure pct00002
피부 손상이 집약적이다. 종창, 압통, 점상 출혈, 물집 및 가려움과 같은 즉각적인 부작용들은 치료의 정상적인, 즉각적인 결과로 고려된다. 극심한 통증, 사지 부종, 진성 출혈, 수포 및 난치성 소양증과 같은 유해 효과들이 때때로 발생할 수 있다. 흉터, 텍스처 변화들 및 비대선 흉터는 급성 또는 만성일 수 있는 다른 가능하고 일반적인 합병증들이다.
Figure pct00002
Skin damage is intensive. Immediate side effects such as swelling, tenderness, spotting, blisters and itching are considered normal, immediate results of treatment. Adverse effects such as extreme pain, swelling of the limbs, true bleeding, blisters and refractory pruritus can sometimes occur. Scars, texture changes and hypertrophic scars are other possible and common complications that may be acute or chronic.

Figure pct00003
아주 넓은 손상 때문에, 치료들 간의 회복 시간은 길며, 적어도 6주 이상이 완전한 조직 회복을 위해 요구된다.
Figure pct00003
Because of the very wide injuries, the recovery time between treatments is long, and at least 6 weeks or more is required for complete tissue recovery.

상기 언급된 단점들은 착색 제거를 위한 종래 기술의 시스템들의 광범위한 채택을 위한 주요 장벽들로서 고려된다. The above mentioned drawbacks are considered as major barriers for the wide adoption of prior art systems for pigmentation removal.

본 발명의 또 다른 목적은 그러므로 그것들이 원치 않는 피부 착색의 제거를 위한 레이저 치료를 받을 때 피험체에 의해 경험된 통증 및 피부 손상의 양을 감소시키는 것이다. Another object of the present invention is therefore to reduce the amount of pain and skin damage experienced by a subject when they are subjected to laser treatment for the removal of unwanted skin pigmentation.

본 발명의 또 다른 목적은 원치 않는 피부 착색의 보다 급속한 제거를 허용하기 위해 연속적인 레이저 치료들 간의 회복 시간들을 단축시키는 것이다. Another object of the present invention is to shorten the recovery times between successive laser treatments to allow for more rapid removal of unwanted skin pigmentation.

뿐만 아니라, 피험체의 피부로의 레이저의 수동적인 인가는 본질적으로 느리며 및/또는 부정확하다. 조준 빔은 때때로 조작자를 위한 위치 피드백을 제공하기 위해 사용되지만, 정확한 성능 및 높은 스루풋을 유지하는 것은 어렵다. 치료될 면적이 작은 특징들 및 크기들, 예컨대 복잡한 문신 또는 작은 병변들의 그룹을 가질 때, 빔 크기는 또한 레이저 치료의 정확도를 방해한다. 약 2mm의 이들 인가들에서 가장 작은 현재 빔 크기를 사용할지라도, 2mm 미만의 특징들의 면적들을 치료하는 것은 시간 소모적이고 부정확하다. 게다가, 배치의 정확도는 전적으로 조작자의 전문기술, 재주, 경험 및 인내심에 의존하며, 그 모두는 상당히 달라질 수 있다. 큰 색소 면적들을 커버하는 동안, 조작자들은 통상적으로 10Hz의 펄스 레이트를 가진 펄스 레이저를 사용하며 면적에 걸쳐 매우 빠르게 빔을 이동시킨다. 이것은 본질적으로 부정확한 프로세스이며 피부 상에서의 연속적인 펄스들의 높은 정도의 불가피한 중첩 및 조직에 대한 수반된 부가적인 손상을 수반한다. 그러므로, 레이저 방사선의 수동 배치는 일관되지 않고 부정확하며 시간 소모적이고 이러한 종래의 레이저 치료 방법들에 의해 야기되는 피부에 대한 손상을 악화시킬 수 있다는 것이 명백하다. In addition, the passive application of the laser to the subject's skin is inherently slow and/or inaccurate. The aiming beam is sometimes used to provide positional feedback for the operator, but maintaining accurate performance and high throughput is difficult. When the area to be treated has small features and sizes, such as a complex tattoo or a group of small lesions, the beam size also interferes with the accuracy of the laser treatment. Although using the smallest current beam size at these applications of about 2 mm, it is time consuming and inaccurate to treat areas of features less than 2 mm. In addition, the accuracy of the placement depends entirely on the operator's expertise, skill, experience and patience, all of which can vary considerably. While covering large pigment areas, operators typically use pulsed lasers with a pulse rate of 10 Hz and move the beam very quickly over the area. This is an inherently imprecise process and involves a high degree of inevitable overlap of successive pulses on the skin and accompanying additional damage to the tissue. Therefore, it is clear that the manual placement of laser radiation is inconsistent, inaccurate, time consuming and can exacerbate the damage to the skin caused by these conventional laser treatment methods.

본 발명의 또 다른 목적은 그러므로 이전 방법들보다 정확하여, 감소된 치료 시간들 및/또는 감소된 조직 손상으로 이어지는, 문신들 및 다른 원치 않는 국소화된 피부 착색의 제거를 위한 방법들 및 장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is therefore to provide methods and apparatus for the removal of tattoos and other undesired localized skin pigmentation, which is more accurate than previous methods, leading to reduced treatment times and/or reduced tissue damage. It is to do.

본 발명의 또 다른 목적은 그것이 미리 결정된, 안전한 동작 파라미터들 내에서 일관되게 및 신뢰 가능하게 동작하는 것을 확인하기 위해 피부과 레이저 치료 장치를 검사하기 위한 방법들 및 장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide methods and apparatus for examining a dermatological laser treatment device to ensure that it operates consistently and reliably within predetermined, safe operating parameters.

본 발명의 추가 목적들은 본 발명의 다음의 설명으로부터, 특히 피부로부터 원치 않는 착색을 제거하는 기존의 방법들에 대한 그것의 기술적 이점들로부터 명백할 것이다. Further objects of the invention will be apparent from the following description of the invention, in particular from its technical advantages over existing methods of removing unwanted pigmentation from the skin.

명백할 바와 같이, 이 기술분야의 숙련자들에 의해 요구되는 바와 같이 함께 또는 개별적으로 사용될 수 있는, 본 발명의 다수의 상이한 양상들이 있다. 상기 논의되는 피부과 치료의 이전 레이저-기반 방법들과 연관된 다양한 상이한 기술적 문제들은 본 발명의 상이한 양상들에 의해 처리된다. 본 발명의 각각의 별개의 양상이 반드시 그것 스스로 상기 언급된 문제들 모두를 해결할 것이라고는 의도되지 않는다. As will be apparent, there are a number of different aspects of the invention that can be used together or separately as required by those skilled in the art. The various different technical problems associated with previous laser-based methods of dermatological treatment discussed above are addressed by different aspects of the present invention. It is not intended that each distinct aspect of the invention will necessarily solve all of the above-mentioned problems on its own.

이제 놀랍게도 피부에서 색소 또는 문신 잉크와의 레이저 상호작용이 단지 파장의 함수가 아니라, 오히려 파장 및/또는 펄스 지속기간 및/또는 강도의 함수라는 것이 발견되어 왔다. 특히, 종래 기술에서 사용된 것들과 유사한 플루엔스 값들, 즉 약 1 내지 7 J/cm2를 갖고 약 1011 내지 1012 W/cm2의 레벨로 레이저 광의 강도를 증가시키는 것은 단일 레이저 파장을 사용하여 상이한 컬러들의 효율적인 제거를 얻을 수 있다는 것이 발견되어 왔다. 레이저 광의 강도는 모든 컬러들, 특히 가시 컬러들과 상당히 작용하도록 충분히 높을 필요가 있다는 것이 발견되어 왔다. 비-선형 광학적 붕괴의 뚜렷한 임계치와 대조적으로, 살아있는 피부에서의 색소에 대해, 동일한 파장을 사용하여 다수의 컬러들과 상호작용하기 위해 사용될 수 있는 광범위한 강도들이 있다는 것이 발견되어 왔다. It has now surprisingly been found that the laser interaction with the pigment or tattoo ink in the skin is not just a function of wavelength, but rather a function of wavelength and/or pulse duration and/or intensity. In particular, increasing the intensity of the laser light to a level of about 10 11 to 10 12 W/cm 2 with fluence values similar to those used in the prior art, i.e. about 1 to 7 J/cm 2 uses a single laser wavelength. Thus, it has been found that efficient removal of different colors can be obtained. It has been found that the intensity of the laser light needs to be high enough to work considerably with all colors, especially visible colors. In contrast to the distinct threshold of non-linear optical decay, for pigments in living skin, it has been found that there are a wide range of intensities that can be used to interact with multiple colors using the same wavelength.

본 발명의 제 1 양상에서, 그러므로 피부과 치료의 방법이 제공되고 있으며, 상기 방법은 레이저 광의 펄스화된 빔으로 치료될 피험체의 피부의 면적을 조사하는 것을 포함하며; 레이저 광이 적어도 약 50 GW/cm2의 강도 및 약 0.1 내지 100ps의 범위에서의 펄스 폭을 갖는다는 점에서 특성화된다. In a first aspect of the invention, therefore, a method of dermatological treatment is provided, the method comprising irradiating an area of the skin of a subject to be treated with a pulsed beam of laser light; It is characterized in that the laser light has an intensity of at least about 50 GW/cm 2 and a pulse width in the range of about 0.1 to 100 ps.

적절하게는, 몇몇 실시예들에서, 펄스 레이저 광은 이 기술분야의 숙련자들에게 알려진 종류의 모드-잠김(mode-locked) 레이저에 의해 생성될 수 있다. Suitably, in some embodiments, pulsed laser light may be produced by a mode-locked laser of a kind known to those skilled in the art.

각각의 치료 내에서, 치료될 피험체의 피부의 면적은 일반적으로 단지 한 번 조사된다. 통상적으로, 치료될 면적은 각각의 펄스가 피험체의 피부에 입사되는 레이저 광의 스팟보다 크다. 따라서, 전체 면적을 치료하기 위해, 빔은 이하에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 빔 자체 또는 치료될 면적을 이동시킴으로써, 면적에 걸쳐 이동될 수 있으며, 따라서 연속적인 펄스들은, 각각의 부분이 빔에 의해 생성된 레이저 광의 스팟의 크기와 대체로 동일한 크기를 갖는, 면적의 별개의 부분들에 닿는다. 면적의 각각의 부분은 단일 치료 내에서 레이저 광의 하나의 펄스를 수신한다. 단일 치료 내에서 펄스들에 의해 조사되는 피부의 면적의 별개의 부분들은 바람직하게는 서로 중첩하지 않는다. Within each treatment, the area of the subject's skin to be treated is generally irradiated only once. Typically, the area to be treated is larger than the spot of laser light where each pulse is incident on the subject's skin. Thus, to treat the entire area, the beam can be moved over the area, by moving the beam itself or the area to be treated, as will be explained in more detail below, and thus successive pulses, each portion of which is a beam The laser light produced by hits separate parts of the area, having a size approximately equal to the size of the spot. Each portion of the area receives one pulse of laser light within a single treatment. The distinct portions of the area of the skin irradiated by the pulses within a single treatment preferably do not overlap each other.

적절하게는, 펄스 레이저 광은 약 0.5 내지 10 J/cm2의 표피 깊이에서의 플루엔스를 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 표피 깊이에서의 플루엔스는 약 1 내지 8 J/cm2 또는 1 내지 7 J/cm2일 수 있다. 여기에서 '표피 깊이'에 의해 색소가 통상적으로 진피, 즉 피부의 표면(표피) 아래 약 200 내지 1000㎛에 위치되는 깊이가 의미된다. Suitably, the pulsed laser light may have a fluence at an epidermal depth of about 0.5-10 J/cm 2. In some embodiments, the fluence at the depth of the epidermis may be about 1 to 8 J/cm 2 or 1 to 7 J/cm 2 . Here, the'epidermal depth' refers to the depth at which the pigment is usually located in the dermis, that is, about 200 to 1000 μm below the surface (epidermis) of the skin.

본 발명의 몇몇 실시예들에서, 피부과 치료는 전적으로 미용일 수 있으며 예를 들어, 피부 착색 또는 문신 잉크를 제거하거나 또는 비-의료 목적들을 위해 다른 피부 상태들을 치료하는데 있을 수 있다. 본 발명에 따라 치료될 수 있는 피부 상태들은 표피 혈관 기형들(포도주색 반점들), 얼굴 모세혈관 확장증, 혈관종, 화농성 육아종, 카포시 육종 및 시바트 다형피부증을 포함한 혈관 병변들을 포함한다. In some embodiments of the invention, the dermatological treatment may be entirely cosmetic and may be, for example, to remove skin pigmentation or tattoo ink, or to treat other skin conditions for non-medical purposes. Skin conditions that can be treated according to the invention include epidermal vascular malformations (wine spots), facial telangiectasia, hemangiomas, purulent granulomas, Kaposi's sarcoma, and vascular lesions including Sivat's polydermatosis.

- 몇몇 선천 멜라닌 세포모반, 청색 모반, 오타/이토 모반 및 베커 모반을 포함한 모반들 및 주근깨들을 포함한 색소 병변들.-Pigmented lesions including freckles and nevus including some congenital melanocyte nevus, blue nevus, Ota/Ito nevus and Becker nevus.

- 안면 주름들, 여드름 흉터들, 켈로이드들 및 비대성 흉터들, 및 햇빛-손상 피부.-Facial wrinkles, acne scars, keloids and hypertrophic scars, and sun-damaged skin.

그러나, 몇몇 실시예들에서, 본 발명의 방법들은 의료 목적들을 위해 사용될 수 있다. 특히, 본 발명의 방법들은 예를 들어, 여드름, 염증성 피부질환들, 양성 및 악성 피부 종양들과 같은 피부 상태들의 의학적 치료를 위해 사용될 수 있다. However, in some embodiments, the methods of the present invention may be used for medical purposes. In particular, the methods of the present invention can be used for the medical treatment of skin conditions such as, for example, acne, inflammatory skin diseases, benign and malignant skin tumors.

피부 착색, 문신 잉크 또는 다른 피부 상태들의 "제거"에 의해 전체적으로 또는 부분적으로의 제거가 의미된다. 통상적으로, 병변 또는 문신은 단일 치료에 의해 제거되지 않을 것이며, 그 착색의 강도가 감소될 것이다. 완전한 제거는, 여기에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 컬러가 각각의 치료 후 점진적으로 옅어지는 일정 시간에 걸쳐 복수의 연속 치료들을 요구할 수 있다. 피부로부터의 컬러의 완전한 클리어런스(clearance)(육안으로)는 한정된 수의 세션들 후 달성될 수 있다. 세션들의 수는 하나의 타겟 컬러로부터 다음으로 달라질 수 있으며, 그러나, 어쨌든, 하나의 컬러로부터 다음으로의 세션들의 수는 약 2의 배수 이상만큼 달라지지 않을 것이다. 이하에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 본 발명의 방법들의 이점은 병변 또는 잉크의 완전한 제거를 위한 총 시간을 단축시키기 위해 주어진 개인에 대해 보다 빈번하게 치료들을 실행하기 위한 능력이다. By "removal" of skin pigmentation, tattoo ink or other skin conditions, it is meant wholly or partially removal. Typically, the lesion or tattoo will not be removed by a single treatment, and the intensity of its pigmentation will be reduced. Complete removal may require multiple successive treatments over a period of time when the color gradually fades after each treatment, as described in more detail herein. Complete clearance (visually) of the color from the skin can be achieved after a limited number of sessions. The number of sessions may vary from one target color to the next, but anyway, the number of sessions from one color to the next will not vary by more than about a multiple of two. As explained in more detail below, an advantage of the methods of the present invention is the ability to perform treatments more frequently for a given individual in order to shorten the total time for complete removal of the lesion or ink.

본 발명에 따른 고 강도 펄스 레이저 광의 사용은 일련의 색소 또는 잉크의 컬러들, 특히 가시 컬러들이 광의 단일 파장을 사용하여 제거되도록 허용할 수 있다. 이것은 레이저의 파장이 제거될 병변 또는 문신의 컬러에 가깝게 매칭되는 이전 방법들과 뚜렷하게 대조를 이룬다. 본 발명의 몇몇 실시예들에서, 레이저 광의 강도는 착색 또는 병변의 적어도 3개의 상이한 컬러들의 제거를 획득하기 위해 주어진 파장 및 플루엔스에 대해 선택될 수 있다. 컬러들은, 예를 들어, 흑색, 녹색, 황색, 적색 및 주황색으로부터 선택될 수 있다. 유리하게는, 레이저의 강도는 예를 들어, 보라색 및 분홍색을 포함한 다수의 컬러들의 제거를 획득하기 위해 선택될 수 있다. 주어진 파장에 대해, 복수의 선택된 컬러들을 제거하기 위해 요구된 레이저 광의 강도는 일정한 플루엔스로 레이저 광의 강도를 증가시키면서 상이한 잉크 컬러들/피부 색소들의 반응 임계치를 측정함으로써 경험적으로 선택될 수 있다. "최악의 경우" 컬러, 즉 제거하기 가장 어려운 컬러를 제거하기 위해 요구된 가장 높은 강도를 찾음으로써, 선택된 컬러들 모두를 커버하는 적절한 작업 강도가 식별될 수 있다. The use of high intensity pulsed laser light according to the present invention can allow a series of colors of a pigment or ink, in particular visible colors, to be removed using a single wavelength of light. This contrasts sharply with previous methods in which the wavelength of the laser is closely matched to the color of the lesion or tattoo to be removed. In some embodiments of the present invention, the intensity of the laser light may be selected for a given wavelength and fluence to obtain a pigmentation or removal of at least three different colors of the lesion. Colors can be selected from black, green, yellow, red and orange, for example. Advantageously, the intensity of the laser can be selected to obtain the removal of multiple colors including, for example, purple and pink. For a given wavelength, the intensity of the laser light required to remove a plurality of selected colors can be selected empirically by measuring the response threshold of different ink colors/skin pigments while increasing the intensity of the laser light with a constant fluence. By finding the "worst case" color, ie the highest intensity required to remove the color that is most difficult to remove, an appropriate working intensity covering all of the selected colors can be identified.

몇몇 실시예들에서, 레이저 광의 작업 강도는 흡수의 유사한 비-선형 프로세스들 때문에 모든 타겟 컬러들이 흡수되고/흡수적이도록 충분한 강도를 도입하기 위해 선택될 수 있다. In some embodiments, the working intensity of the laser light can be selected to introduce sufficient intensity so that all target colors are absorbed/absorbent due to similar non-linear processes of absorption.

따라서, 몇몇 실시예들에서, 레이저 광은 약 0.1 내지 1 TW/cm2의 강도를 가질 수 있다. Thus, in some embodiments, the laser light may have an intensity of about 0.1 to 1 TW/cm 2.

본 발명의 특정한 양상에 따르면, 그러므로, 피부과 치료의 방법이 제공되며, 상기 방법은 레이저 광의 펄스화된 빔으로 치료될 피험체의 피부의 면적을 조사하는 것을 포함하며; 상기 레이저 광은 적어도 약 50 GW/cm2의 강도를 갖는다는 점에서 특성화된다. According to a particular aspect of the invention, therefore, a method of dermatological treatment is provided, the method comprising irradiating an area of the skin of a subject to be treated with a pulsed beam of laser light; The laser light is characterized in that it has an intensity of at least about 50 GW/cm 2.

적절하게는, 레이저 광은 적어도 약 0.5ps, 바람직하게는 적어도 1.0ps의 펄스 폭을 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 레이저 광은 약 35ps 미만, 바람직하게는 약 25ps 미만의 펄스 폭을 가질 수 있다. 따라서, 레이저 광은 범위 약 1 내지 15ps, 바람직하게는 약 1 내지 10ps에서의 펄스 폭을 가질 수 있다. Suitably, the laser light may have a pulse width of at least about 0.5 ps, preferably at least 1.0 ps. In some embodiments, the laser light may have a pulse width of less than about 35 ps, preferably less than about 25 ps. Thus, the laser light can have a pulse width in the range of about 1 to 15 ps, preferably about 1 to 10 ps.

본 발명의 상이한 양상에 따르면, 그러므로, 피부과 치료의 방법이 제공되고 있으며, 상기 방법은 레이저 광의 펄스화된 빔으로 치료될 피험체의 피부의 면적을 조사하는 것을 포함하며; 상기 레이저 광은 약 0.1 내지 100ps의 범위에서의 펄스 폭을 갖는다는 점에서 특성화된다. According to a different aspect of the invention, therefore, a method of dermatological treatment is provided, the method comprising irradiating an area of the skin of a subject to be treated with a pulsed beam of laser light; The laser light is characterized in that it has a pulse width in the range of about 0.1 to 100 ps.

유리하게는, 레이저 광은 피부 상에서 직경 약 2mm 미만의 스팟 크기를 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 레이저 광은 약 0.1 내지 1.5mm; 통상적으로 약 0.5 내지 1.0mm의 스팟 크기를 가질 수 있다. 이러한 스팟 크기는 이전 방법들에서 사용된 2 내지 6mm의 스팟 크기들보다 작다. 동일한 플루엔스에 대해, 더 작은 스팟 크기는 더 큰 스팟 크기와 비교하여 반드시 적은 에너지가 피부에 입력되는 것을 야기할 것이다. 그러나, 주어진 플루엔스에 대해, 다소 단순화된 분석 상에서, 레이저 광의 펄스는 스팟 크기에 관계없이 레이저 광에 의해 조사된 피부의 볼륨 내에서 대체로 동일한 온도의 증가를 생성할 것이다. (복잡한 조직 구조 및 광의 상호작용 때문에, 더 높은 상승 온도들의 작은 볼륨들이 있을 수 있다). 예를 들어, 약 2.5 J/cm2의 플루엔스를 가진 레이저 펄스는 5mm 또는 0.5mm의 스팟 크기가 사용되는지에 관계없이 약 15℃의 온도 상승을 야기할 것이다. 비교적 낮은 에너지의 작은 스팟 크기를 사용하는 이점은 비교적 높은 에너지의 더 큰 스팟과 비교하여 피부의 온도가 조사 후 더 빠르게 떨어질 것이라는 점이다. Advantageously, the laser light can have a spot size of less than about 2 mm in diameter on the skin. In some embodiments, the laser light is about 0.1 to 1.5 mm; Typically, it may have a spot size of about 0.5 to 1.0 mm. This spot size is smaller than the spot sizes of 2 to 6 mm used in previous methods. For the same fluence, a smaller spot size will necessarily cause less energy to enter the skin compared to a larger spot size. However, for a given fluence, on a somewhat simplified analysis, a pulse of laser light will produce an increase of approximately the same temperature within the volume of skin irradiated by the laser light irrespective of the spot size. (Due to the complex tissue structure and interaction of light, there may be small volumes of higher elevated temperatures). For example, a laser pulse with a fluence of about 2.5 J/cm 2 will cause a temperature rise of about 15° C. regardless of whether a spot size of 5 mm or 0.5 mm is used. The advantage of using a relatively low energy small spot size is that the temperature of the skin will drop faster after irradiation compared to a larger spot of relatively high energy.

피부가 상승 온도를 겪을 때, 피부가 조직 손상(예컨대, 응고) 없이 견딜 수 있는 상승 온도 및 피부가 상승 온도를 겪는 시간의 길이 사이에 반대 관계가 있다. 연구들은 44℃의 표면 온도들이 노출 시간이 약 6시간을 초과하지 않는다면 화상을 생성하지 않는다는 것을 보여주었다. 범위 44℃ 내지 51℃에서의 온도들에서, 표피 괴사의 레이트는 각각의 섭씨 온도 절반에 따라 대략 두 배이다. 70℃ 이상에서, 경피 괴사를 야기하기 위해 요구되는 노출 시간은 1s 미만이다(피어스 카운티 긴급 의료 서비스들). 이들 숫자들은 피부에 인가된 외부 열원을 나타낸다. 내장된 색소 흡수 때문에 안쪽으로부터 조직을 가열하는 레이저 방사선의 경우에, 이들 숫자들은 낙관적일 가능성이 있으며 손상은 더 빨리 발생할 수 있다. When the skin undergoes an elevated temperature, there is an inverse relationship between the elevated temperature the skin can tolerate without tissue damage (eg, coagulation) and the length of time the skin undergoes the elevated temperature. Studies have shown that surface temperatures of 44° C. do not produce an image unless the exposure time exceeds about 6 hours. At temperatures in the range of 44° C. to 51° C., the rate of epidermal necrosis is approximately doubled for each half degree Celsius. Above 70° C., the exposure time required to cause transdermal necrosis is less than 1 s (Pierce County Emergency Medical Services). These numbers represent the external heat source applied to the skin. In the case of laser radiation that heats tissue from the inside because of the intrinsic pigment absorption, these numbers are likely to be optimistic and damage can occur more quickly.

적절하게 그러므로, 피험체의 피부에 입사된 레이저 광의 각각의 펄스의 플루엔스 및 스팟 크기는 플루엔스가 약 0.5 내지 10 J/cm2의 범위 내에 있으며 스팟 크기는 피부들이 피부 손상이 상승 온도에서 발생하는 임계 지속기간보다 긴 동안 44℃보다 큰 상승 온도를 겪지 않은 조사 후 충분히 빠르게 냉각시키도록 하기 위해 제어되어야 한다. Appropriately, therefore, the fluence and spot size of each pulse of laser light incident on the subject's skin is within the range of about 0.5 to 10 J/cm 2 of the fluence, and the spot size is that the skin damage occurs at an elevated temperature. It must be controlled to cool sufficiently fast after irradiation, which has not experienced an elevated temperature greater than 44°C for longer than the critical duration.

따라서, 본 발명의 제 2 양상에 따르면, 피부과 치료의 방법이 제공되고 있으며, 상기 방법은 치료될 피험체의 피부의 면적에 걸쳐 레이저 광의 펄스화된 빔을 이동시키는 것을 포함하며; 여기에서 각각의 펄스는 스팟의 형태로 치료될 면적 내에서 피험체의 피부의 상이한 부분에 충돌하고 표피 깊이에서 각각의 펄스의 플루엔스는 약 0.5 내지 10 J/cm2의 범위에 있으며; 각각의 스팟의 크기는 피부 손상이 상승 온도에서 발생하는 임계 지속기간보다 긴 동안 44℃보다 큰 상승 온도를 겪지 않게 충분히 빠르게 냉각시키도록 한다는 점에서 특성화된다. Accordingly, according to a second aspect of the present invention, a method of dermatological treatment is provided, the method comprising moving a pulsed beam of laser light over an area of the skin of a subject to be treated; Wherein each pulse impinges on a different part of the subject's skin within the area to be treated in the form of a spot, and the fluence of each pulse at the depth of the epidermis is in the range of about 0.5 to 10 J/cm 2; The size of each spot is characterized in that it allows the skin damage to cool fast enough so that it does not experience an elevated temperature greater than 44° C. for longer than the critical duration that occurs at the elevated temperature.

적절하게, 표피 깊이에서 각각의 펄스의 플루엔스는 상기 언급된 바와 같이, 약 1 내지 8 J/cm2; 또는 1 내지 7 J/cm2의 범위에 있을 수 있다. Suitably, the fluence of each pulse at the depth of the epidermis, as mentioned above, is about 1 to 8 J/cm 2 ; Or in the range of 1 to 7 J/cm 2.

적절하게, 스팟의 크기는 피부의 열 이완 시간(피부의 온도가 초기 온도 상승의 1/2만큼 떨어지는데 걸리는 시간으로서 정의될 수 있음)이 피부에 대한 손상이 야기되기 전에 피부가 초기 온도 상승을 견딜 수 있는 시간의 길이보다 짧도록 할 수 있다. 이러한 맥락에서 '초기' 온도 상승에 의해 레이저 광의 펄스의 수신에 이어 피부에 의해 도달된 최대 온도가 의미된다. 통상적으로, 열 이완 시간은 약 0.1s 내지 약 8s의 범위에 있을 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 피험체의 피부 상에서 레이저 광에 의해 생성된 스팟의 크기는 피부의 온도가 약 51℃ 위로 상승하지 않으며 이완 시간 또는 단지 약 6s만을 제공하도록 해야 한다. Appropriately, the size of the spot is that the skin's thermal relaxation time (which can be defined as the time it takes for the skin's temperature to drop by half the initial temperature rise) will cause the skin to withstand an initial temperature rise before damage to the skin occurs. It can be made shorter than the possible length of time. In this context it is meant the maximum temperature reached by the skin following the reception of a pulse of laser light by means of an'initial' temperature rise. Typically, the thermal relaxation time may range from about 0.1 s to about 8 s. For example, in some embodiments, the size of the spot generated by the laser light on the subject's skin should be such that the temperature of the skin does not rise above about 51° C. and only provides a relaxation time, or only about 6 s.

상기 언급된 바와 같이, 몇몇 실시예들에서, 스팟은 약 2mm 미만의 직경을 가질 수 있다. 일반적으로, 스팟은 원형일 수 있지만, 다른 실시예들에서, 스팟은 약 2mm 미만의 최대 직경을 가진 상이한 형태를 가질 수 있다.As mentioned above, in some embodiments, the spot may have a diameter of less than about 2 mm. In general, the spot can be circular, but in other embodiments, the spot can have a different shape with a maximum diameter of less than about 2 mm.

따라서, 본 발명의 제 3 양상에 따르면, 피부과 치료의 방법이 제공되고 있으며, 상기 방법은 치료될 피험체의 피부의 면적에 걸쳐 레이저 광의 펄스화된 빔을 이동시키는 것을 포함하고; 여기에서 각각의 펄스는 스팟의 형태로 치료될 면적 내에서 피험체의 피부의 상이한 부분에 충돌하고 표피 깊이에서 각각의 펄스의 플루엔스는 약 0.5 내지 10 J/cm2의 범위에 있으며; 각각의 스팟이 약 2mm 미만의 최대 직경을 갖는다는 점에서 특성화된다. Accordingly, according to a third aspect of the present invention, a method of dermatological treatment is provided, the method comprising moving a pulsed beam of laser light over an area of the skin of a subject to be treated; Wherein each pulse impinges on a different part of the subject's skin within the area to be treated in the form of a spot, and the fluence of each pulse at the depth of the epidermis is in the range of about 0.5 to 10 J/cm 2; It is characterized in that each spot has a maximum diameter of less than about 2 mm.

상기 설명된 바와 같이, 각각의 스팟은 적절하게는 1.5mm 또는 1mm의 최대 직경을 가질 수 있다. As explained above, each spot may suitably have a maximum diameter of 1.5 mm or 1 mm.

표피 깊이에서 각각의 펄스의 플루엔스는 상기 언급된 바와 같이, 약 1 내지 8 J/cm2; 또는 1 내지 7 J/cm2의 범위에 있을 수 있다.The fluence of each pulse at the depth of the epidermis, as mentioned above, is about 1 to 8 J/cm 2 ; Or in the range of 1 to 7 J/cm 2.

적절하게는, 레이저 광은 약 1 내지 50mL의 범위에서의 에너지 펄스를 피부에 입력할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 각각의 펄스는 약 1 내지 30mJ의 범위에서의 에너지를 가질 수 있다. 예를 들어, 펄스 에너지는 약 2.5mJ, 5mJ, 10mJ, 15mJ 또는 20mJ일 수 있다. Suitably, the laser light is capable of inputting pulses of energy into the skin in the range of about 1-50 mL. In some embodiments, each pulse can have an energy in the range of about 1-30 mJ. For example, the pulse energy may be about 2.5mJ, 5mJ, 10mJ, 15mJ or 20mJ.

원칙적으로, 점점 더 작은 펄스 에너지들은 매우 빠른 열 확산 시간들을 산출할 것이라고 여겨질 수 있다. 사실상, 펄스 에너지에 대해 매우 강한 하부 캡이 있다. 효과적인 치료를 위한 펄스 에너지 및 요구된 플루엔스를 고려해볼 때, 펄스 유효 면적(스팟 크기)은 다음과 같이 산출될 수 있다:In principle, it can be considered that increasingly smaller pulse energies will yield very fast heat diffusion times. In fact, there is a very strong lower cap for pulse energy. Considering the pulse energy and required fluence for effective treatment, the pulse effective area (spot size) can be calculated as follows:

면적 = 펄스 에너지/요구된 플루엔스Area = pulse energy/fluence required

생물학적 조직에서, 확연한 산란이 상이한 세포들, 세포 기관 및 또한 혈관들 및 조직 유형들과 같은 매크로 특징들 등에 의한 굴절률에서의 불규칙성들에 의해 야기된다는 것이 잘 알려져 있다. 이러한 효과는 그것이 레이저 빔 상에서의 확산 효과로 근사될 수 있으므로 열 확산과 유사하다. 작은 둥근, 균일한 스팟으로서 피부의 표면에 부딪치는, 레이저 방사선은 예를 들어, 옆으로/방사상으로 확산하기 시작하며 그것이 피부 더 깊이 전파됨에 따라 가우스-형 형태가 될 수 있다. 관통 깊이가 더 클수록, 확산의 폭은 커지며 평균 플루엔스는 낮아진다. 주어진 깊이 및 대단히 작은(즉, 좁은) 빔에 대해, 이러한 효과는 통상적인 길이 스케일의 가우스 "얼룩"을 생성한다. 한정된 입력 빔 크기가 이러한 길이 스케일에 가까워짐에 따라, 조직의 최상부에서 입력 플루엔스는 아래쪽으로 전파되는 동안 상당히 감소하기 시작한다. 이것은 최소 유용한 스팟 크기 및 그에 의해 단일 펄스의 가장 빠른 달성 가능한 열 이완 시간을 제한한다. 적절하게는, 그러므로, 스팟은 적어도 약 0.1mm; 통상적으로 적어도 약 0.25mm의 직경 또는 다른 최소 치수를 가질 수 있다. In biological tissue, it is well known that pronounced scattering is caused by irregularities in the index of refraction by different cells, organelles and also macro features such as blood vessels and tissue types. This effect is similar to heat diffusion as it can be approximated by the diffusion effect on the laser beam. The laser radiation, striking the surface of the skin as a small round, uniform spot, begins to diffuse sideways/radially, for example, and can become Gaussian-shaped as it propagates deeper into the skin. The greater the penetration depth, the greater the width of the diffusion and the lower the average fluence. For a given depth and very small (ie narrow) beam, this effect produces a Gaussian "stain" of the typical length scale. As the finite input beam size approaches this length scale, the input fluence at the top of the tissue begins to decrease significantly while propagating downward. This limits the minimum useful spot size and thereby the fastest achievable thermal relaxation time of a single pulse. Suitably, therefore, the spot is at least about 0.1 mm; Typically it may have a diameter of at least about 0.25 mm or other minimum dimensions.

피부의 온도가 레이저 광의 펄스를 이용한 조사 후 더 빠르게 떨어지도록 허용하기 위해 본 발명에 따른 작은 스팟 크기를 사용함으로써, 피험체에 의해 경험되는 통증의 레벨 및 피부 손상의 정도는 상당히 감소될 수 있다. 이것은 착색 제거의 프로세스를 피험체에 대해 더 용인 가능하게 만들 뿐만 아니라, 그것은 또한 더 빈번한 치료들을 허용할 수 있으며, 그에 의해 문신 또는 다른 원치 않는 착색의 완전한 제거에 걸리는 시간을 가속화시킨다. 예를 들어, 착색 제거의 종래의 레이저 방법들은 약 6 내지 8주의 연속 치료들 사이에 휴식 기간들을 요구하지만, 본 발명의 방법들은 치료가 1 내지 2주마다; 때때로 더 적게 안전하게 반복되도록 허용할 수 있다. 이것은 착색 제거 프로세스의 상당한 가속화를 나타낸다. By using the small spot size according to the present invention to allow the temperature of the skin to fall faster after irradiation with pulses of laser light, the level of pain experienced by the subject and the degree of skin damage can be significantly reduced. Not only does this make the process of pigmentation removal more tolerable for the subject, it can also allow for more frequent treatments, thereby accelerating the time it takes to complete removal of a tattoo or other unwanted pigmentation. For example, conventional laser methods of pigmentation removal require rest periods between about 6 to 8 weeks of continuous treatments, but the methods of the present invention require treatments every 1 to 2 weeks; Sometimes it can be allowed to repeat less safely. This represents a significant acceleration of the pigment removal process.

본 발명의 제 4 양상에 따르면, 그러므로, 착색 제거의 방법이 제공되고 있으며, 상기 방법은 각각의 펄스가 치료될 면적 내에서 피험체의 피부의 상이한 부분에 충돌하도록 레이저 광의 펄스화된 빔이 치료될 피험체의 피부의 면적 위에서 이동되는 복수의 연속적인 피부과 치료들을 포함하며; 여기에서 각각의 펄스는 약 0.5 내지 10 J/cm2의 범위에서의 플루엔스를 가지며 피부 손상이 상승 온도에서 발생하는 임계 지속기간보다 긴 동안 44℃보다 높은 상승 온도를 피부가 겪지 않도록 충분히 작은 스팟의 형태로 피험체의 피부에 충돌하고; 상기 피부과 치료들은 1 내지 3주마다 반복된다. According to a fourth aspect of the present invention, therefore, a method of pigmentation removal is provided, wherein a pulsed beam of laser light is treated such that each pulse strikes a different portion of the subject's skin within the area to be treated. Comprising a plurality of successive dermatological treatments moved over an area of the subject's skin to be treated; Here, each pulse has a fluence in the range of about 0.5 to 10 J/cm 2 and a spot small enough so that the skin does not experience an elevated temperature higher than 44°C while the skin damage is longer than the critical duration that occurs at the elevated temperature. Collides with the subject's skin in the form of; The dermatological treatments are repeated every 1-3 weeks.

각각의 치료 내에서, 피험체의 피부의 면적은 면적의 각각의 별개의 부분이 레이저 광의 단지 하나의 펄스만을 수신하도록 조사될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 여러 치료들은 1 내지 3주의 휴식 기간에 앞서, 동일할 날에 실행될 수 있다. 적절하게는, 최대 4번의 치료들; 보다 통상적으로는 1 내지 3번의 치료들이 동일한 날에 실행될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 2번의 치료들이 동일한 날에 수행될 수 있다. Within each treatment, an area of the subject's skin may be irradiated such that each distinct portion of the area receives only one pulse of laser light. In some embodiments, several treatments may be performed on the same day, prior to a 1-3 week rest period. Suitably, up to 4 treatments; More typically, 1-3 treatments can be performed on the same day. In some embodiments, two treatments may be performed on the same day.

적절하게는, 휴식 기간은 1 내지 2주일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 특정한 피험체에 대한 휴식 기간은 피부확대경에 의해 결정될 수 있다. 특히, 피험체의 피부에 대한 변화들은 피험체가 추가 치료를 받아들일 준비가 될 때를 결정하기 위해 치료 후 관찰될 수 있다. 모니터링될 수 있는 피부에 대한 변화들은, 예를 들어, 난절법, 피부 손상 및/또는 피부 혈관 활동을 포함한다. 이러한 기술들은 숙련된 피부과 전문의들에게 잘 알려져 있다. Suitably, the rest period may be 1 to 2 weeks. In some embodiments, the rest period for a particular subject may be determined by a magnifying glass. In particular, changes to the subject's skin can be observed after treatment to determine when the subject is ready to accept further treatment. Changes to the skin that can be monitored include, for example, spasticity, skin damage and/or skin vascular activity. These techniques are well known to experienced dermatologists.

몇몇 실시예들에서, 광의 강도는 가시 스펙트럼 내에서의 다수의 컬러들과 상호 작용하기 위해 본 발명에 따라 선택될 수 있다. 따라서, 레이저 광은 상기 설명된 바와 같이 범위 1011 내지 1012 W/cm2에서의 강도를 가질 수 있다. 그러나, 본 발명의 본 양상에 따르면, 레이저 광의 더 낮은 강도는 단일 컬러와 상호작용하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 그러나, 레이저 광의 강도는 범위 109 내지 1010 W/cm2에 있을 수 있다. In some embodiments, the intensity of light may be selected according to the present invention to interact with multiple colors within the visible spectrum. Thus, the laser light may have an intensity in the range of 10 11 to 10 12 W/cm 2 as described above. However, according to this aspect of the invention, the lower intensity of the laser light can be used to interact with a single color. In some embodiments, however, the intensity of the laser light may be in the range of 10 9 to 10 10 W/cm 2 .

표피 깊이에서 각각의 펄스의 플루엔스는 약 1 내지 8 J/cm2; 또는 1 내지 7 J/cm2의 범위에 있을 수 있다.The fluence of each pulse at the depth of the epidermis is about 1 to 8 J/cm 2 ; Or in the range of 1 to 7 J/cm 2.

몇몇 실시예들에서, 둘 이상의 상이한 파장들의 레이저 광은 색소 또는 잉크의 특정한 컬러들에 대한 증가된 효능을 위해 조합하여 사용될 수 있다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 더 높은 강도 레이저 광의 제 1 펄스화된 빔은 더 낮은 강도 레이저 광의 제 2 펄스화된 빔과 조합하여 사용될 수 있다. 제 1 빔은 1011 내지 1012 W/cm2의 강도를 가질 수 있지만 제 2 빔은 109 내지 1010 W/cm2의 강도를 가질 수 있다. 상기 설명된 바와 같이, 빔들은 동일한 또는 유사한 플루엔스들을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 펄스화된 빔들의 각각은 독립적으로, 상기 설명된 바와 같이, 범위 0.5 내지 10 J/cm2에서의 플루엔스를 가질 수 있다. 예를 들어, 몇몇 피험체들에 대해, 다른 컬러들로부터 개별적으로 적색 색소를 타겟팅하는 것이 유리할 수 있다는 것이 발견되었다. 따라서, 일 실시예에서, 고 강도 적외선(IR) 레이저는 저 강도 녹색 레이저와 조합하여 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 두 개의 IR 레이저들이 사용될 수 있다, 즉 하나는 비교적 높은 강도이며 하나는 비교적 낮은 강도이다. 적절하게는, 고 강도 IR 레이저는 800nm 또는 1030nm의 파장을 가질 수 있다. 비교적 저 강도 IR 레이저는 1064nm의 파장을 가질 수 있다. 녹색 레이저는 532nm의 파장을 가질 수 있다. 본 발명에 따르면, 레이저 광의 연속 펄스들은 상기 설명된 바와 같이 면적의 별개의 부분들에 인가될 수 있다. 빔은 각각의 펄스가 피험체의 피부의 상이한 부분에 닿도록 치료될 면적 위에서 점진적으로 이동될 수 있다. 스팟들이 치료될 면적을 완전히 채웠으며 펄스 반복률이 너무 높아서 전체 면적이 단일 펄스에 대한 열 이완 시간보다 훨씬 더 짧은 시간 내에서 커버되었다면, 그것은 사실상 단일의 큰 스팟을 생성할 것이며 열 확산이 큰, 고 에너지 스팟에 대한 것과 유사할 것이다. 그러나, 몇몇 실시예들에서, 본 발명은 레이저 스팟들 사이에서의 의도적인, 설계된 또는 제어된 간격을 통합하는 것을 이해한다. In some embodiments, two or more different wavelengths of laser light may be used in combination for increased efficacy for specific colors of a pigment or ink. Thus, in some embodiments, a first pulsed beam of higher intensity laser light may be used in combination with a second pulsed beam of lower intensity laser light. The first beam may have an intensity of 10 11 to 10 12 W/cm 2 , but the second beam may have an intensity of 10 9 to 10 10 W/cm 2 . As explained above, the beams can have the same or similar fluences. For example, each of the first and second pulsed beams may independently have a fluence in the range of 0.5 to 10 J/cm 2, as described above. For example, it has been found that for some subjects, it may be advantageous to target the red pigment individually from different colors. Thus, in one embodiment, a high intensity infrared (IR) laser may be used in combination with a low intensity green laser. In another embodiment, two IR lasers may be used, one of relatively high intensity and one of relatively low intensity. Suitably, the high intensity IR laser may have a wavelength of 800 nm or 1030 nm. A relatively low intensity IR laser can have a wavelength of 1064 nm. The green laser may have a wavelength of 532 nm. According to the invention, successive pulses of laser light can be applied to separate parts of the area as described above. The beam can be gradually moved over the area to be treated so that each pulse hits a different portion of the subject's skin. If the spots completely filled the area to be treated and the pulse repetition rate was so high that the entire area was covered within a much shorter time than the thermal relaxation time for a single pulse, it would in fact create a single large spot and the heat diffusion would be large, high. It will be similar to the one for the energy spot. However, in some embodiments, it is understood that the present invention incorporates an intentional, designed or controlled spacing between laser spots.

본 발명에 따르면, 그러므로, 레이저 광의 연속 펄스들로 치료되는 피부의 면적의 별개의 부분들은 유리하게는 작은 거리만큼 서로 분리될 수 있다. 적절하게는, 레이저 스팟들 사이에 제어된 간격이 있을 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 별개의 부분들은 적어도 약 0.1mm만큼 분리될 수 있다.According to the invention, therefore, separate parts of the area of the skin treated with successive pulses of laser light can advantageously be separated from each other by a small distance. Suitably, there may be a controlled spacing between the laser spots. In some embodiments, for example, the separate portions may be separated by at least about 0.1 mm.

본 발명의 제 5 양상에서 그러므로, 피부과 치료의 방법이 제공되고 있으며, 상기 방법은 치료될 피험체의 피부의 면적에 걸쳐 레이저 광의 펄스화된 빔을 이동시키는 것을 포함하고; 상기 빔은 피험체의 피부에 레이저 광의 스팟을 형성하고 연속 펄스들이 약 0.5 내지 10 J/cm2의 범위에서 표피 깊이에서의 플루엔스를 갖고 면적의 상이한 각각의 부분들에 닿으며, 상기 부분들은 적어도 약 0.1mm만큼 서로 분리된다. In a fifth aspect of the invention, therefore, a method of dermatological treatment is provided, the method comprising moving a pulsed beam of laser light over an area of the skin of a subject to be treated; The beam forms a spot of laser light on the skin of the subject, and successive pulses hit each of the different parts of the area with a fluence at the depth of the epidermis in the range of about 0.5 to 10 J/cm 2, the parts They are separated from each other by at least about 0.1 mm.

별개의 부분들은 따라서 작은 스팟들의 어레이에 대응할 수 있다. 서로 약간 떨어져 있는 이러한 작은 스팟들의 어레이를 사용하는 이점은 이웃하는 스팟들 사이에 피부의 작은 치료되지 않은 패치들이 있을 것이라는 점이다. 열 이완을 가속화하고 손상을 감소시킬 뿐만 아니라, 이들 작은 패치들은 치료되고 국부 손상을 겪은 피부의 회복 프로세스들의 속도를 상당히 높이는데 중요할 수 있다. 이웃하는 스팟들 간의 패치들은 단일 치료 내에서 치료되지 않지만, 일련의 치료들에 걸쳐, 치료될 면적 내에서의 스팟들은 각각의 치료 동안 정확하게 동일한 장소에 있지 않을 것이며 하나의 치료에서 치료되지 않은 패치들은 또 다른 치료에서 치료될 것이다. 빠른 치유는 이를 전체 치료 시간에 대하여 유리한 트레이드 오프가 되게 한다. The separate parts can thus correspond to an array of small spots. The advantage of using an array of these small spots slightly apart from each other is that there will be small untreated patches of skin between neighboring spots. In addition to accelerating thermal relaxation and reducing damage, these small patches can be important in significantly speeding up the healing processes of the healed and localized skin. Patches between neighboring spots are not treated within a single treatment, but over a series of treatments, the spots within the area to be treated will not be in exactly the same place during each treatment and untreated patches in one treatment It will be cured in another treatment. Fast healing makes this a favorable tradeoff for the overall treatment time.

본 발명에 따른 또 다른 옵션은 인입하는 레이저의 균일한 원형 방사선 프로필에서 벗어나며 예를 들어, 가우스 프로필과 같은, 구배를 도입하는 것이다. 이것은 방사선이 상당히 더 낮은, 빔의 에지들에서, 인접한 스팟들이 치료의 전체 면적을 커버할지라도, 감소된 손상이 발생하거나 또는 손상이 발생하지 않음을 보장할 수 있다. 적절하게는, 레이저 광의 빔은 각각의 스팟 내에서의 빔의 강도가 외부 주변 영역에서 사라지도록 외부 주변 영역에서 감쇠될 수 있다. 원형 스팟에 대해, 외부 주변 영역은 환형일 수 있다. 외부 주변 영역 내에서의 강도는 외부 주변 영역과 빔의 나머지 사이에서 강도의 단계 변화가 있도록 균일할 수 있다. 대안적으로, 외부 주변 영역 내에서의 강도는 강도가 빔의 바깥쪽을 향해 점진적으로 낮아지도록 등급이 매겨질 수 있다. Another option according to the invention is to deviate from the uniform circular radiation profile of the incoming laser and introduce a gradient, for example a Gaussian profile. This can ensure that, at the edges of the beam, where the radiation is significantly lower, reduced or no damage occurs, even if adjacent spots cover the entire area of the treatment. Suitably, the beam of laser light may be attenuated in the outer perimeter area such that the intensity of the beam within each spot disappears in the outer perimeter area. For a circular spot, the outer peripheral area may be annular. The intensity within the outer perimeter area can be uniform so that there is a step change in intensity between the outer perimeter area and the rest of the beam. Alternatively, the intensity within the outer periphery area can be graded so that the intensity gradually decreases toward the outside of the beam.

따라서, 본 발명의 제 6 양상에서, 피부과 치료의 방법이 제공되고 있으며, 상기 방법은 각각의 펄스가 피험체의 피부에서 레이저 광의 스팟을 생성하며 약 0.5 내지 10 J/cm2의 범위에서의 플루엔스를 갖는 레이저 광의 펄스화된 빔을 이용해서 치료될 피험체의 피부의 면적을 조사하는 것을 포함하며; 상기 레이저 광의 빔은 연속 펄스들이 면적의 상이한 부분들에 닿도록 치료될 면적에 걸쳐 이동되며, 빔은 그 강도가 빔의 나머지보다 주변 외부 영역에서 더 낮도록 감쇠된다. Accordingly, in a sixth aspect of the present invention, a method of dermatological treatment is provided, wherein each pulse generates a spot of laser light in the skin of the subject, and flue in the range of about 0.5 to 10 J/cm 2 Irradiating an area of the skin of the subject to be treated using a pulsed beam of laser light with an ence; The beam of laser light is moved over the area to be treated so that successive pulses hit different parts of the area, and the beam is attenuated so that its intensity is lower in the surrounding outer area than the rest of the beam.

몇몇 실시예들에서, 그러므로, 레이저 광의 스팟들은 서로 중첩할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 레이저 스팟들은 치료될 전체 면적을 커버할 수 있다. In some embodiments, therefore, the spots of laser light may overlap each other. In some embodiments, laser spots can cover the entire area to be treated.

열이 레이저 광의 펄스를 이용해서 조사되는 치료될 면적의 각각의 부분으로부터 가능한 빠르게 발산되도록 허용하기 위한 본 발명에 따른 또 다른 옵션은 열이 치료된 부분으로부터 발산하도록 허용하기 위해 바로 다음의 펄스들이 그것들 사이에 충분한 시간적 지연을 갖는 것을 보장하는 것이다. 몇몇 실시예들에서, 이것은 적당하게 낮은 펄스 반복률을 사용함으로써 달성될 수 있다. 이점에 있어서, 약 1 내지 10Hz의 범위에서의 펄스 반복률이 이용될 수 있다. Another option according to the invention for allowing the heat to dissipate as quickly as possible from each part of the area to be treated irradiated using a pulse of laser light is to allow the heat to dissipate from the treated part so that the immediately following pulses It is to ensure that there is a sufficient time delay between them. In some embodiments, this can be achieved by using a moderately low pulse repetition rate. In this regard, a pulse repetition rate in the range of about 1 to 10 Hz can be used.

이들 옵션들 모두에서, 표피 깊이에서 각각의 펄스의 플루엔스는 약 1 내지 8 J/cm2; 또는 1 내지 7 J/cm2의 범위에 있을 수 있다.In all of these options, the fluence of each pulse at the depth of the skin is about 1 to 8 J/cm 2 ; Or in the range of 1 to 7 J/cm 2.

몇몇 실시예들에서, 레이저 광의 펄스들은 이웃하는 로우들이 연속하여 조사되지 않음을 보장하는 시퀀스에 따라 조사되는 스팟들의 다수의 인접한 로우들을 포함한 패턴으로 피부로 지향될 수 있다. 예를 들어, 일련의 연속하는 펄스들은 하나의 라인(즉, 스팟들의 로우로서)에서의 피부로 지향될 수 있으며, 직후, 추가의 일련의 펄스들이 다른 라인의 스팟들 중 어떤 것도 하나의 라인의 스팟들 중 임의의 것에 인접하지 않도록 하나의 라인으로부터 이격되는 또 다른 라인에서의 피부로 지향될 수 있다. 이것은 하나의 라인의 스팟들로부터의 열이 적어도 하나의 라인의 횡 방향으로 발산하기 위한 시간을 갖는다는 것을 보장한다. 몇몇 실시예들에서, 치료될 면적은 점진적 선형 또는 곡선형 패스들의 시퀀스에서 치료될 면적에 대해 레이저 빔을 이동시킴으로써 조사될 수 있으며, 각각의 패스는 그에 따라 치료될 피부의 면적의 인접한 부분들의 라인을 치료하기 위해 피부에 충돌하는 레이저 빔의 다수의 펄스들의 지속 기간을 갖는다. 부분들의 라인들은 치료될 면적을 커버하기 위해 서로 인접한다. 본 발명에 따르면, 레이저의 연속하는 패스들의 시퀀스는 인접한 라인들이 연속하여 치료되지 않도록 할 수 있다. 대신에, 각각의 연속적 패스는 스팟들의 직전 라인에 인접하지 않은 스팟들의 라인을 생성할 수 있으며; 이전 라인에 인접한 스팟들의 라인은 그 사이에 하나 이상의 인접하지 않은 라인들을 만든 후에만 만들어질 수 있다. In some embodiments, pulses of laser light may be directed to the skin in a pattern comprising a plurality of adjacent rows of irradiated spots according to a sequence ensuring that neighboring rows are not irradiated in succession. For example, a series of successive pulses can be directed to the skin in one line (i.e., as a row of spots), and immediately afterwards, an additional series of pulses may cause any of the spots on the other line to be directed to the skin. It can be directed to the skin at another line spaced from one line so that it is not adjacent to any of the spots. This ensures that the heat from the spots of one line has time to diverge in the transverse direction of at least one line. In some embodiments, the area to be treated may be irradiated by moving the laser beam over the area to be treated in a sequence of progressive linear or curved passes, with each pass correspondingly a line of adjacent portions of the area of the skin to be treated. It has a duration of multiple pulses of a laser beam impinging on the skin to treat it. The lines of portions are adjacent to each other to cover the area to be treated. According to the present invention, the sequence of consecutive passes of the laser can prevent adjacent lines from being treated successively. Instead, each successive pass may create a line of spots that are not adjacent to the line immediately preceding the spots; A line of spots adjacent to the previous line can only be made after making one or more non-adjacent lines between them.

적절하게는 그러므로 빔은 치료될 면적에 걸쳐 스캐닝될 수 있다. 레이저 스캐너들은 160mm 초점 길이에 대해 100×100mm2의 큰 스캐닝 필드들을 갖고 쉽게 이용 가능하다. 스캐너 초점 길이 및 크기의 선택은 요구된 스캐닝 필드 면적 대 크기(중량)의 트레이드오프이다. 스캐닝 메커니즘은 상기 설명된 종류의 더 작은 스팟 크기들 및 이하에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이 더 높은 펄스 반복률들을 갖고 사용하기에 유리할 수 있다. 이것은 레이저 스팟들의 균일한 인가 및 빠른 커버리지를 허용할 수 있다. 뿐만 아니라, 배치의 정확도가 피험체의 피부 상에서 레이저 빔의 자동화된 스캐닝에 의해 달성될 수 있다. 작은 레이저 스팟을 사용함으로써, 피험체의 피부 상에서의 작은 특징들이 정확하게 치료될 수 있다. 이 기술분야에서의 숙련자들에게 알려진 임의의 적절한 레이저 스캐닝 시스템은 이러한 목적을 위해 사용될 수 있다. 적절한 빔 스캐닝 디바이스들의 실시예들이 이하에서 더 상세하게 설명된다. Suitably therefore the beam can be scanned over the area to be treated. Laser scanners are readily available with large scanning fields of 100 x 100 mm 2 for a 160 mm focal length. The choice of scanner focal length and size is a tradeoff of required scanning field area versus size (weight). The scanning mechanism may be advantageous to use with smaller spot sizes of the kind described above and higher pulse repetition rates as described in more detail below. This can allow for uniform application and fast coverage of the laser spots. In addition, the accuracy of placement can be achieved by automated scanning of the laser beam on the subject's skin. By using a small laser spot, small features on the subject's skin can be accurately treated. Any suitable laser scanning system known to those skilled in the art can be used for this purpose. Embodiments of suitable beam scanning devices are described in more detail below.

몇몇 실시예들에서, 방사선은 관절식 암을 통해 피험체의 피부로 전달될 수 있다. 관절식 암의 자유 단부는 레이저의 펄스 레이트 및 요구된 필드의 크기와 동기화하여 레이저 빔을 정밀하게 스캔하기 위해 충분한 자유도들을 가진 로봇, x-y 또는 x-y-z 스테이지 또는 임의의 다른 적절한 수단들에 의해 유지될 수 있다. 치료될 면적이 위치되는 피험체의 신체 부분은 임의의 적절한 장치에 의해 정지된 채로 유지될 수 있다. In some embodiments, radiation may be delivered to the subject's skin through articulated cancer. The free end of the articulating arm can be held by a robot, xy or xyz stage or any other suitable means with sufficient degrees of freedom to precisely scan the laser beam in synchronization with the pulse rate of the laser and the size of the field required. have. The part of the subject's body in which the area to be treated is located may be held stationary by any suitable device.

몇몇 실시예들에서, 레이저 빔 자체는 광학 빔 조향의 수단에 의해 치료될 면적에 걸쳐 스캐닝될 수 있다. 예를 들어, 갈바노메트릭 미러들 또는 음향-광학 변조기들을 사용하는 것과 같은, 이 기술분야에서의 숙련자들에게 알려진 빔 조향의 임의의 적절한 방법이 사용될 수 있다. In some embodiments, the laser beam itself may be scanned over the area to be treated by means of optical beam steering. Any suitable method of beam steering known to those skilled in the art may be used, such as using galvanometric mirrors or acoustic-optical modulators, for example.

본 발명의 이러한 양상의 이점은 레이저 광의 빔이 피험체의 피부의 구성 가능한 면적에 걸쳐 스캔될 수 있다는 것이다. 스캔된 빔은 스캐닝 필드를 정의할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 스캐닝 필드는 고정된 형태, 예컨대, 직사각형 또는 원형을 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 스캐닝 필드의 형태는 조정 가능할 수 있다. 예를 들어, 스캐닝 필드의 형태는 다수의 사전-설정된 형태들, 예컨대, 원형, 정사각형 및 직사각형으로부터 선택 가능할 수 있다. 예를 들어, 상이한 종횡비들을 가진 다수의 상이한 직사각형 필드 형태들이 제공될 수 있다. 이하에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 몇몇 실시예들에서, 스캐닝 필드의 형태는 치료될 면적의 형태에 따라 자동으로 구성 가능할 수 있다. 스캐닝 필드는 약 10mm 또는 약 12mm까지의 최장 치수를 가질 수 있다. 적절하게는, 스캐닝 필드는 약 5mm까지의 최장 치수를 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 필드 크기는 조정 가능할 수 있다. 필드 크기는 계속해서 조정 가능할 수 있거나, 또는 다수의 사전-설정된 필드 크기들, 예컨대 1, 2, 3, 4 및 5mm로부터 선택될 수 있다. An advantage of this aspect of the invention is that a beam of laser light can be scanned over a configurable area of the subject's skin. The scanned beam may define a scanning field. In some embodiments, the scanning field may have a fixed shape, eg, rectangular or circular. In some embodiments, the shape of the scanning field may be adjustable. For example, the shape of the scanning field may be selectable from a number of pre-set shapes, such as circular, square and rectangular. For example, a number of different rectangular field shapes with different aspect ratios may be provided. As described in more detail below, in some embodiments, the shape of the scanning field may be automatically configurable according to the shape of the area to be treated. The scanning field may have a longest dimension of up to about 10 mm or about 12 mm. Suitably, the scanning field may have a longest dimension of up to about 5 mm. In some embodiments, the field size may be adjustable. The field size may be continuously adjustable, or may be selected from a number of pre-set field sizes, such as 1, 2, 3, 4 and 5 mm.

적절하게는, 레이저 빔은 워크 헤드를 통해 전달될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 스캐닝 필드는 치료될 전체 면적을 커버할 수 있다. 그러나, 스캐닝 필드의 크기보다 큰 면적들을 치료하기 위해, 워크 헤드가 치료될 면적에 대해 이동 가능할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 워크 헤드는 상기 설명된 종류의 관절식 암의 단부 상에서 운반될 수 있다. 스캐너 헤드는 수동으로 이동 가능할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 이하에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 스캐너 헤드는 자동으로 이동될 수 있다. 대안적으로, 스캐너 헤드는 움직이지 않을 수 있으며 치료될 면적은 스캐너 헤드에 대해 제어 방식으로 이동될 수 있다. 예를 들어, 피험체는 스테이지의 수단에 의해 워크 헤드에 대해 이동될 수 있다. 적절하게는, 스테이지는, 예를 들어, 관절식 암에 대한 것들과 유사한 수단을 사용하여 자동화될 수 있다. 이 경우에, 피험체, 또는 치료될 면적이 위치되는 피험체의 신체의 적어도 일 부분은 워크 헤드에 대하여 제어된 움직임을 위해 배열되는, 예를 들어 이동 가능한 스테이지와 같은 지지 부재 상에 고정되어 지지될 수 있다. Suitably, the laser beam can be delivered through the work head. In some embodiments, the scanning field can cover the entire area to be treated. However, in order to treat areas larger than the size of the scanning field, the work head may be movable relative to the area to be treated. For example, in some embodiments, the work head may be carried on the end of an articulating arm of the type described above. The scanner head may be manually movable. In some embodiments, as described in more detail below, the scanner head may be moved automatically. Alternatively, the scanner head may be immobile and the area to be treated may be moved in a controlled manner relative to the scanner head. For example, the subject can be moved relative to the work head by means of the stage. Suitably, the stage can be automated using means similar to those for articulated arms, for example. In this case, the subject, or at least a portion of the subject's body on which the area to be treated is located, is fixed and supported on a support member, such as a movable stage, arranged for controlled movement relative to the work head. Can be.

유리하게는, 워크 헤드는 사용 중인 레이저 빔의 방향에 대체로 평행한 방향으로 워크 헤드로부터 길을 연장하는 고정된 또는 조정 가능한 길이의 스페이서를 포함할 수 있다. 스페이서는 적절하게는 그것을 막지 않고 치료 레이저 빔에 병치되어 연장되는 가늘고 긴 부재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가늘고 긴 부재는 레이저 빔을 둘러싸는 핑거-형 부재 또는 관형 또는 준-관형 부재를 포함할 수 있다. 가늘고 긴 부재는 피험체의 피부를 접촉하기 위해 워드 헤드로부터 멀리 떨어진 평활한 원위 단부를 가질 수 있다. 스페이서는 따라서 치료될 피부의 면적으로부터 일정한 거리에 워크 헤드를 유지하도록 작용한다. 적절하게는, 스페이서는 워크 헤드로부터 떼어낼 수 있다. 스페이서 부재는 깨끗한, 살균 스페이서가 치료될 각각의 피험체를 위해 사용될 수 있도록 일회용이거나 또는 세척 가능할 수 있다. Advantageously, the work head may comprise a fixed or adjustable length of spacer extending its way from the work head in a direction generally parallel to the direction of the laser beam in use. The spacer may suitably comprise an elongated member extending juxtaposed to the therapeutic laser beam without blocking it. For example, the elongated member may comprise a finger-shaped member or a tubular or quasi-tubular member surrounding the laser beam. The elongate member may have a smooth distal end away from the word head for contacting the subject's skin. The spacer thus acts to keep the work head at a constant distance from the area of the skin to be treated. Suitably, the spacer is removable from the work head. The spacer member may be disposable or washable so that a clean, sterile spacer can be used for each subject to be treated.

본 발명에 따른 다수의 작은 스팟들을 스캐닝하는 추가 이점은 스캔된 면적의 전체 형태가 치료를 최적화하기 위해 제어될 수 있다는 것이다. 이전 방법들에서, 단일의, 큰 스팟은 통상적으로 둥글거나 또는 직사각형이며, 그것의 전체 크기가 제어될 수 있지만, 그것의 형태는 그렇지 않다. 반대로, 본 발명의 몇몇 실시예들에서, 스캐닝 면적 또는 스캐닝 필드는 임의의 원하는 형태로 프로그램될 수 있다. 스캐닝 필드는 치료될 면적의 형태에 따라 적응될 수 있는 선택 가능한 "브러시" 크기 및/또는 형태를 가질 수 있다. 이것은, 예를 들어, 길고 얇은 문신 라인들, 예컨대 통상적으로 많은 수평 및 수직 라인들을 가진 텍스트 문자들을 제거하기 위해 가늘고 긴 형태들을 스캔하는데 유리할 수 있다. 스캐닝 필드 내에서, 피험체의 피부의 면적의 대응 부분은 빠르게 한 번 조사된다. 필요하다면, 스캐닝 헤드는 그 후 전체 면적이 커버될 때까지 상기 설명된 바와 같이 치료될 면적의 또 다른 부분 등으로 이동될 수 있다. 단지 작은 둥글거나 또는 정사각형 스팟을 사용하는 것과 비교하여 스루풋 이점이 상당할 수 있다. A further advantage of scanning a large number of small spots according to the invention is that the overall shape of the scanned area can be controlled to optimize the treatment. In previous methods, a single, large spot is typically round or rectangular, and its overall size can be controlled, but its shape is not. Conversely, in some embodiments of the present invention, the scanning area or scanning field can be programmed into any desired shape. The scanning field may have a selectable “brush” size and/or shape that can be adapted according to the shape of the area to be treated. This may be advantageous for scanning elongated shapes, for example, to remove long and thin tattoo lines, such as text characters, which typically have many horizontal and vertical lines. Within the scanning field, the corresponding portion of the area of the subject's skin is quickly irradiated once. If necessary, the scanning head can then be moved to another portion of the area to be treated or the like as described above until the entire area is covered. Compared to using only small round or square spots, the throughput advantage can be significant.

본 발명은 따라서 치료를 위한 타겟 면적의 형태를 고려함으로써 치료 효능의 최적화 및 치료 지속기간의 최소화를 위해 임의의 (브러시) 형태의 스캐닝 패턴의 사용을 이해한다. 조정 가능한 크기 및 형태의 스캐닝 필드의 추가 이점은 이차 조직 손상을 감소시키고 따라서 치유 시간을 감소시키기 위해 문신이 없거나 또는 착색되지 않은 피부의 레이징(lasing)을 최소화할 수 있다는 것이다. The present invention thus understands the use of any (brush) type of scanning pattern for optimizing treatment efficacy and minimizing treatment duration by taking into account the shape of the target area for treatment. A further advantage of the adjustable size and shape of the scanning field is the ability to minimize the lasing of tattoo-free or unpigmented skin to reduce secondary tissue damage and thus reduce healing time.

적절하게는, 가시 조준 빔은 스캐닝 필드의 윤곽을 보여주고, 그에 의해 조작자가 상기 설명된 방식으로 치료될 면적에 걸쳐 레이저 빔을 유도하도록 돕기 위해, 치료 빔에 의해, 예를 들어 스캐닝에 의해 정의된 스캐닝 빔의 주변 주위로 계속해서 향해질 수 있다. 조준 빔은 피험체의 피부에 어떤 영향도 주지 않아야 하며 단지 치료 빔의 위치의 피부 상에서의 가시적 표시를 제공하도록 작용한다는 것이 이해될 것이다. 일단 조작자가 스캐닝 필드가 피험체의 피부에 대하여 정확하게 위치된다는 것이 만족된다면, 그들은 필드에 걸쳐 스캔하도록 펄스 레이저 빔을 선택적으로 동작시킬 수 있다. Suitably, the visible aiming beam outlines the scanning field, thereby helping the operator to guide the laser beam over the area to be treated in the manner described above, defined by the treatment beam, for example by scanning. It can be continuously directed around the perimeter of the scanned beam. It will be appreciated that the aiming beam should not have any effect on the subject's skin and only act to provide a visible indication on the skin of the location of the treatment beam. Once the operator is satisfied that the scanning field is accurately positioned relative to the subject's skin, they can selectively operate the pulsed laser beam to scan across the field.

이 기술분야의 숙련자들은 치료될 면적에 걸쳐 레이저 빔을 스캔하기 위한 상기 언급된 기술들의 임의의 조합이 이용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. Those skilled in the art will understand that any combination of the above-mentioned techniques can be used to scan a laser beam over an area to be treated.

몇몇 실시예들에서, 스마트 스캐닝 기술이 피험체의 피부의 이웃하는 부분들의 조사 간에 최대 지연을 보장하고, 그에 의해 열 부하를 감소시키기 위해 이용될 수 있다. 따라서, 빔은 바로 스캔된 부분에 인접한 스캔될 면적의 일 부분을 건너뛰고 스캔된 부분으로부터 더 먼 부분들을 스캔한 후 그것을 복귀시킴으로써 열 부하를 감소시키는 구성 가능한 스캐닝 패턴으로 치료될 면적 또는 스캐닝 필드에 걸쳐 스캔될 수 있다. 적절하게는, 빔은 일련의 선형 또는 곡선형 라인들로서 치료될 면적에 걸쳐 스캔될 수 있다. In some embodiments, smart scanning technology may be used to ensure maximum delay between irradiation of neighboring parts of the subject's skin, thereby reducing the thermal load. Thus, the beam is directed to the area to be treated or the scanning field with a configurable scanning pattern that reduces the thermal load by skipping a portion of the area to be scanned immediately adjacent to the scanned portion and scanning portions further away from the scanned portion and then returning it. Can be scanned across. Suitably, the beam can be scanned over the area to be treated as a series of linear or curved lines.

따라서, 본 발명의 제 7 양상에서, 피부과 치료의 방법이 제공되고 있으며, 상기 방법은 각각의 펄스가 피험체의 피부에 레이저 광의 스팟을 생성하며 약 0.5 내지 10 J/cm2의 범위에 있는 플루엔스를 갖는 레이저 광의 펄스화된 빔을 이용해서 치료될 피험체의 피부의 면적을 조사하는 것을 포함하며; 상기 레이저 광의 빔은 연속 펄스들이 치료될 면적의 상이한 부분들에 닿도록 일련의 선형 또는 곡선형 라인들에서 치료될 면적에 걸쳐 스캔된다. Accordingly, in a seventh aspect of the present invention, a method of dermatological treatment is provided, wherein each pulse generates a spot of laser light on the skin of a subject, and flue is in the range of about 0.5 to 10 J/cm 2. Irradiating an area of the skin of the subject to be treated using a pulsed beam of laser light with an ence; The beam of laser light is scanned over the area to be treated in a series of linear or curved lines such that successive pulses hit different portions of the area to be treated.

몇몇 실시예들에서, 빔은 상기 설명된 종류의 스캐닝 필드에 걸쳐 스캔될 수 있다. 치료될 면적, 또는 스캐닝 필드를 커버하기 위해, 라인들은 서로 병렬로 스캔될 수 있다. 각각의 라인은 상기 설명된 바와 같이 중첩하거나 또는 중첩하지 않을 수 있는, 피험체의 피부의 인접한 부분들로의 레이저 광의 복수의 연속 펄스들을 포함할 수 있다. 적절하게는, 인접한 라인들은 연속적으로 스캔될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 빔은 치료될 면적에 걸쳐 래스터 스캔될(raster scanned) 수 있다. 대안적으로, 라인들은 인터레이싱될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 각각의 스캔된 라인 내에서의 부분들은 순서를 벗어나 조사될 수 있다. 따라서, 각각의 라인은 선택된, 인접하지 않은 부분들이 조사되는 패스들의 시퀀스에서 스캔될 수 있다. 예를 들어, 각각의 라인 내에서, 라인의 제 1 부분에서 시작하여 라인의 끝까지 매 n번째 부분이, 및 그 후 제 1 운용에서 조사되지 않은 제 2 부분에서 시작하여 모든 부분들이 완전한 시퀀스 동안 조사될 때까지 매 n번째 부분이 조사될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 빔은 복수의 인접한 로우들을 포함하는 패턴으로 스캐닝 필드에 걸쳐 스캔될 수 있으며, 각각의 로우는 레이저의 각각의 펄스들에 의해 조사될 피험체의 피부의 인접한 부분들의 라인을 포함한다. 로우들 모두는 복수(n)의 횟수들로 스캔될 수 있으며 로우들 모두는 임의의 로우가 반복되기 전에 스캔될 수 있다. 주어진 로우의 각각의 스캔 내에서, 단지 매 n번째 부분이 조사될 수 있으며 인접한 로우들에서 매 n번째 부분들은 각각의 로우에서 매 n번째 부분들이 인접한 로우들에서 인접하지 않은 n번째 부분들일 수 있도록 오프셋될 수 있다. 로우들이 스캔될 때마다, 이전에 조사되지 않은 상이한 n번째 부분들이 조사된다. 로우들의 n개의 스캔들 후, 부분들 모두가 조사되며, 그에 의해 전체 스캐닝 필드를 커버할 수 있다. 예를 들어, 각각의 로우는 두 번 스캔될 수 있으며 각각의 로우 내에서 매 두 번째 부분이 레이저로 조사될 수 있고, 각각의 로우에서 매 두 번째 부분들이 인접한 로우(들)에서의 매 두 번째 부분들에 대하여 오프셋되며, 그에 의해 그것에 인접하지 않고, 그에 의해 스캐닝 필드가 "체커 보드" 형 패턴으로 스캔될 수 있다. 스캐닝 패턴은 원형/환형, 나선형, 4변형일 수 있고, 동심원 링들, 또는 치료 프로세스를 최적화하기 위한 임의의 다른 형태로 이루어질 수 있다. In some embodiments, the beam may be scanned over a scanning field of the kind described above. The lines can be scanned parallel to each other to cover the area to be treated, or the scanning field. Each line may comprise a plurality of successive pulses of laser light to adjacent portions of the subject's skin, which may or may not overlap as described above. Suitably, adjacent lines can be continuously scanned. In some embodiments, the beam may be raster scanned over the area to be treated. Alternatively, the lines can be interlaced. In another embodiment, portions within each scanned line may be examined out of order. Thus, each line can be scanned in a sequence of passes in which selected, non-adjacent portions are irradiated. For example, within each line, every nth part starting at the first part of the line to the end of the line, and then starting at the second part not investigated in the first operation, all parts are irradiated during the complete sequence. Until every nth part can be examined. In some embodiments, the beam may be scanned across the scanning field in a pattern comprising a plurality of adjacent rows, each row drawing a line of adjacent portions of the subject's skin to be irradiated by respective pulses of the laser. Includes. All of the rows may be scanned multiple (n) times and all of the rows may be scanned before any row is repeated. Within each scan of a given row, only every nth portion can be examined and every nth portion of adjacent rows is such that every nth portion of each row can be non-adjacent nth portions of adjacent rows. It can be offset. Each time the rows are scanned, different nth portions that have not been examined previously are examined. After n scans of rows, all of the portions are irradiated, thereby covering the entire scanning field. For example, each row can be scanned twice, and every second portion within each row can be laser irradiated, with every second portion of each row being every second in the adjacent row(s). It is offset relative to the parts, whereby it is not adjacent to it, whereby the scanning field can be scanned in a "checker board"-like pattern. The scanning pattern can be circular/annular, helical, quadrilateral, and can be made of concentric rings, or any other shape to optimize the treatment process.

피험체의 피부의 다수의 작은 부분들에 대한 요구된 스캐닝 시간은 이전 방법들에 따른 단일의 더 큰 스팟에 대한 스캐닝 시간보다 점증적으로 더 길 것이라는 것이 이해될 것이다. 그러나, 본 발명에 따른 작은(밀리미터-이하) 스팟 크기의 사용에 의해 야기된 증가된 스캐닝 시간은 레이저 광의 빔의 펄스 반복률을 증가시킴으로써 개선될 수 있다. 적절하게는, 그러므로, 펄스화된 빔은 약 30Hz보다 큰 펄스 반복률을 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 펄스화된 빔은 약 100Hz보다 큰 펄스 반복률을 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 펄스 반복률은 최대 1 KHz 이상일 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 2000Hz, 4000Hz 또는 심지어 6000Hz의 펄스 반복률을 가진 레이저가 사용될 수 있다. 치료(예컨대, 조작자에 의한 레이저의 배치)를 위해 요구된 전체 시간을 증가시키는 피험체를 치료할 때 다른 단계들의 불가피한 포함을 고려해볼 때, 약 200 내지 500Hz의 범위에서의 펄스 반복률이 대부분의 경우들에서 이전 방법들과 비교하여 스루풋의 재료 손실이 없음을 보장하기에 충분하다고 발견되었다. It will be appreciated that the required scanning time for multiple small portions of the subject's skin will be incrementally longer than the scanning time for a single larger spot according to previous methods. However, the increased scanning time caused by the use of a small (millimeter-less) spot size according to the present invention can be improved by increasing the pulse repetition rate of the beam of laser light. Suitably, therefore, the pulsed beam may have a pulse repetition rate greater than about 30 Hz. In some embodiments, the pulsed beam may have a pulse repetition rate greater than about 100 Hz. In some embodiments, the pulse repetition rate can be up to 1 KHz or higher. For example, in some embodiments, a laser with a pulse repetition rate of 2000 Hz, 4000 Hz or even 6000 Hz may be used. Considering the inevitable inclusion of other steps when treating a subject that increases the total time required for treatment (e.g., placement of the laser by the operator), the pulse repetition rate in the range of about 200 to 500 Hz is in most cases. Was found to be sufficient to ensure no material loss of throughput compared to previous methods.

상기 설명된 바와 같이, 본 발명은 따라서 상기 설명된 바와 같이 본 발명의 하나 이상의 양상들에 따라 치료될 면적으로 레이저 광의 펄스화된 빔을 전달하기 위해 치료될 피험체의 피부의 면적에 대하여 스캐닝 헤드를 배치하는 것을 이해한다. 레이저 빔은 조정 가능한 크기 및/또는 형태의 스캐닝 필드에 걸쳐 자동으로 스캔될 수 있으며, 스캐닝 필드의 윤곽이 조준 빔을 사용하여 피험체의 피부 상에서 필드의 정확한 위치를 보장하기 위해 조작자에게 도시될 수 있다. 레이저를 쏠 때, 필드 내에서 피험체의 피부의 각각의 부분은 레이저 광의 단지 하나의 펄스로 조사된다. 말하자면, 5mm의 크기 및 0.1mm의 스팟 크기를 가진 정사각형 스캐닝 필드에 대해, 대략 3000 펄스들이 전체 필드에 걸쳐 빔을 스캔하기 위해 요구될 것이라는 것이 이해될 것이다. 말하자면, 1mm의 더 큰 스팟 크기에 대해, 단지 약 30 펄스들만이 요구될 것이다. 일반적으로, 전체 스캐닝 필드를 조사하기 위해 요구된 레이저의 펄스들의 수는 범위가 1 내지 약 10,000, 보다 통상적으로 약 100 내지 약 1000에 이를 수 있다. 100Hz 내지 1KHz의 펄스 반복률로, 전체 필드를 스캔하기 위해 요구된 시간은 약 10ms 내지 약 100s, 보다 통상적으로 약 100ms 내지 약 10s일 수 있다. 스캐닝 필드가 스캔된 후, 스캐닝 헤드는 요구된다면, 즉 치료될 면적이 필드보다 큰 경우 또는 치료될 면적이 하나의 위치에서 스캐닝 헤드를 갖고 전체적으로 치료될 수 없도록 컨투어링되는 경우 피험체의 피부의 상이한 부분 위에 재배치될 수 있다. As described above, the present invention thus provides a scanning head for the area of the subject's skin to be treated to deliver a pulsed beam of laser light to the area to be treated according to one or more aspects of the present invention as described above. Understand to place it. The laser beam can be automatically scanned over the scanning field of adjustable size and/or shape, and the contour of the scanning field can be shown to the operator to ensure the correct position of the field on the subject's skin using the aiming beam. have. When shooting a laser, each part of the subject's skin within the field is irradiated with only one pulse of laser light. That is to say, for a square scanning field with a size of 5 mm and a spot size of 0.1 mm, it will be understood that approximately 3000 pulses will be required to scan the beam over the entire field. That is to say, for a larger spot size of 1 mm, only about 30 pulses will be required. In general, the number of pulses of the laser required to irradiate the entire scanning field can range from 1 to about 10,000, more typically from about 100 to about 1000. With a pulse repetition rate of 100 Hz to 1 KHz, the time required to scan the entire field may be from about 10 ms to about 100 s, more typically from about 100 ms to about 10 s. After the scanning field has been scanned, the scanning head is a different part of the subject's skin if required, i.e., if the area to be treated is larger than the field or if the area to be treated has the scanning head at one location and is contoured so that it cannot be treated as a whole. Can be relocated on top.

몇몇 실시예들에서, 스캐닝 필드의 형태는 광학적 또는 다른 수단을 사용하여 치료될 면적의 형태를 획득함으로써 자동으로 산출될 수 있다. 예를 들어, 치료될 면적의 형태는 카메라 및/또는 기계 비전에 의해 결정될 수 있다. 광학 트레이스는 레이저의 동작 이전에 검증을 위해 조작자에게 피험체의 피부에 관한 스캐닝 필드의 산출된 형태를 디스플레이하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 광학 트레이스는 산출된 스캐닝 필드의 윤곽을 나타낼 수 있다. 대안적으로, 산출된 필드 형태 및 피험체의 피부에서 그것의 위치는 적절한 스크린상에서 조작자에게 디스플레이될 수 있다. In some embodiments, the shape of the scanning field may be calculated automatically by obtaining the shape of the area to be treated using optical or other means. For example, the shape of the area to be treated can be determined by camera and/or machine vision. The optical trace can be used to display the calculated shape of the scanning field relative to the subject's skin to the operator for verification prior to operation of the laser. For example, the optical trace may represent the outline of the calculated scanning field. Alternatively, the calculated field shape and its position in the subject's skin can be displayed to the operator on an appropriate screen.

스캐닝 헤드는 그러므로 치료될 면적 및 대응하는 요구된 스캐닝 필드 크기 및 형태를 결정하기 위해 프로세싱될 피험체의 피부의 이미지들을 획득하기 위해 적어도 하나의 카메라를 포함할 수 있다. 이미지들은 적절한 이미지 인식 시스템을 사용하여 프로세싱될 수 있다. 스캐닝 헤드는 사용 가능한 품질의 이미지들의 획득을 보장하기 위해 피험체의 피부를 비추기 위한 하나 이상의 램프들을 추가로 포함할 수 있다. The scanning head may therefore comprise at least one camera to obtain images of the subject's skin to be processed to determine the area to be treated and the corresponding required scanning field size and shape. Images can be processed using a suitable image recognition system. The scanning head may further include one or more lamps to illuminate the subject's skin to ensure acquisition of usable quality images.

본 발명의 제 8 양상에 따르면 그러므로, 피부과 치료의 방법이 제공되고 있으며, 상기 방법은 치료될 피험체의 피부의 면적의 적어도 일부의 하나 이상의 이미지들을 획득하기 위해 카메라를 사용하는 것; 치료될 면적의 적어도 일부의 형태 및 크기를 결정하기 위해 이미지-인식 기술을 사용하여 하나 이상의 이미지들을 프로세싱하는 것; 상기 치료될 면적의 적어도 일부의 결정된 형태 및 크기에 따라 펄스 레이지 범에 대한 스캐닝 필드의 형태 및 크기를 조정하는 것; 및 그 후 스캐닝 필드의 전체에 걸쳐 치료될 면적의 적어도 일부로 레이저 광의 펄스화된 빔을 스캔하는 것을 포함한다. According to an eighth aspect of the invention, therefore, a method of dermatological treatment is provided, the method comprising using a camera to acquire one or more images of at least a portion of an area of the subject's skin to be treated; Processing the one or more images using image-recognition techniques to determine the shape and size of at least a portion of the area to be treated; Adjusting the shape and size of the scanning field for the pulse range according to the determined shape and size of at least a portion of the area to be treated; And then scanning the pulsed beam of laser light over the entire scanning field with at least a portion of the area to be treated.

본 발명의 방법들은 그러므로 임의의 적절한 컴퓨팅 시스템의 제어 하에서 수행될 수 있는, 방법 단계들의 시퀀스를 포함한다. 방법 단계들의 각각은 그 구조가 포함할 수 있는 알고리즘을 나타낼 수 있으며 및/또는 다수의 서브-단계들로 표현될 수 있다. The methods of the present invention therefore comprise a sequence of method steps, which can be performed under the control of any suitable computing system. Each of the method steps may represent an algorithm that the structure may contain and/or may be represented in a number of sub-steps.

본 발명의 제 9 양상에 따르면 그러므로 피부과 치료를 위한 레이저 치료 장치가 제공되고 있으며, 상기 장치는; 조정 가능한 크기 및/또는 형태의 스캐닝 필드에 걸쳐 2mm 미만의 스팟 크기를 가진 치료 레이저 빔을 스캔하기 위한 빔 스캐너와 카메라를 포함하는 워크 헤드; 적어도 하나의 펄스 치료 레이저에 상기 빔 스캐너를 연결하기 위한 광학 입력; 치료될 피험체의 피부의 면적에 인접하여 워크 헤드를 안정되게 배치하기 위한 조정 가능한 포지셔닝 디바이스(positioning device) 및 레이저 치료 장치의 동작을 제어하기 위한 자동 제어 시스템을 포함하며; 상기 자동 제어 시스템은 카메라로부터 치료될 면적의 하나 이상의 이미지들을 수신하고, 치료될 면적의 적어도 일부의 형태를 결정하도록 수신된 이미지들을 프로세싱하고, 치료될 면적의 적어도 일부의 결정된 형태에 따라 스캐닝 필드의 크기 및/또는 형태를 조정하며 스캐닝 필드에 걸쳐 치료 레이저 빔을 스캔하도록 구성된다. According to a ninth aspect of the present invention there is therefore provided a laser treatment device for dermatological treatment, the device comprising: A work head comprising a camera and a beam scanner for scanning a therapeutic laser beam having a spot size of less than 2 mm across a scanning field of adjustable size and/or shape; An optical input for connecting the beam scanner to at least one pulse therapy laser; An adjustable positioning device for stably positioning the work head adjacent to the area of the skin of the subject to be treated and an automatic control system for controlling the operation of the laser treatment device; The automatic control system receives one or more images of the area to be treated from the camera, processes the received images to determine a shape of at least a portion of the area to be treated, and the scanning field according to the determined shape of at least a portion of the area to be treated. It adjusts the size and/or shape and is configured to scan the therapeutic laser beam across the scanning field.

적절하게는, 자동 제어 시스템은, 컴퓨터 및 상기 컴퓨터에 의해 실행될 때, 레이저 치료 장치가 본 출원에서 설명된 바와 같이 동작하게 하는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 컴퓨터들 및 소프트웨어가 이 기술분야의 숙련자들에게 잘 알려져 있으므로, 본 발명이 어떻게 이러한 장비를 사용하여 구현되어야 하는지를 여기에서 상세하게 설명하는 것은 필요하지 않다. 몇몇 실시예들에서, 그러나, 자동 제어 시스템은 적어도 하나의 물리 프로세서 및 상기 물리 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 물리 프로세서가 본 발명에 따른 적어도 하나의 방법을 실행하게 하는 컴퓨터-실행 가능한 지시들을 포함한 물리 메모리를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. Suitably, the automatic control system may comprise a computer and software that, when executed by the computer, causes the laser treatment device to operate as described herein. As computers and software are well known to those skilled in the art, it is not necessary to describe in detail here how the invention should be implemented using such equipment. In some embodiments, however, the automatic control system includes at least one physical processor and computer-executable instructions that, when executed by the physical processor, cause the physical processor to execute at least one method according to the present invention. It will be appreciated that it may include memory.

적절하게는, 치료될 면적의 적어도 일부의 이미지 인식은 이미지 분석의 분야에서 알려진 표준 방법들을 사용하여 실행될 수 있다. 다중-스펙트럼 이미징은 예를 들어, 치료되어야 하는 병변의 올바른 타겟 형태를 찾기 위해 부가적인 정보를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 부가적으로, 기계-학습 및/또는 인공 지능 방법들이 치료될 면적을 인식하기 위해 사용될 수 있다. Suitably, image recognition of at least a portion of the area to be treated can be performed using standard methods known in the field of image analysis. Multi-spectral imaging can be used, for example, to provide additional information to find the correct target shape of the lesion to be treated. Additionally, machine-learning and/or artificial intelligence methods can be used to recognize the area to be treated.

상기 언급된 바와 같이, 워드 헤드는 카메라에 의해 캡처된 이미지들이 그것들의 프로세싱 및/또는 이미지 인식을 가능하게 하기에 충분히 양호한 품질임을 보장하기 위해 치료될 면적을 비추기 위한 하나 이상의 램프들을 추가로 포함할 수 있다. 적절하게는, 예를 들어, 워크 헤드는 치료될 피험체의 피부의 면적을 비추기 위해, 가시 범위에 있는 광, 예컨대 백색 광을 방출하도록 동작 가능한 하나 이상의 LED들을 포함할 수 있다. 이러한 광은 치료될 면적의 적어도 일부의 이미지 인식을 도울 수 있다. As mentioned above, the word head will further include one or more lamps to illuminate the area to be treated to ensure that the images captured by the camera are of good enough quality to enable their processing and/or image recognition. I can. Suitably, for example, the work head may comprise one or more LEDs operable to emit light in the visible range, such as white light, to illuminate an area of the subject's skin to be treated. This light can aid in image recognition of at least a portion of the area to be treated.

워크 헤드는 피험체의 피부 상에서 조작자에게 스캐닝 필드의 윤곽을 나타내기 위한 광학 트레이서를 추가로 포함할 수 있다. 자동 제어 시스템은 또한 피험체의 피부 상에서, 치료될 면적의 적어도 일부의 결정된 형태 및 크기에 따라 조정된, 스캐팅 필드의 윤곽을 디스플레이하기 위해 광학 트레이스 디바이스를 제어하도록 구성될 수 있다. The work head may further include an optical tracer for delineating the scanning field to an operator on the subject's skin. The automatic control system may also be configured to control the optical trace device to display, on the subject's skin, an outline of the scattering field, adjusted according to the determined shape and size of at least a portion of the area to be treated.

몇몇 실시예들에서, 레이저 장치는 치료될 피험체의 피부의 면적의 적어도 일부의 이미지들을 나타내는 디스플레이 신호를 제어 시스템으로부터 수신하며 이들 이미지들을 스크린상에 디스플레이하도록 적응되는 디스플레이를 추가로 포함할 수 있다. 자동 제어 시스템은 또한 피험체의 피부의 이미지들 상에 겹쳐진, 치료될 면적의 적어도 일부의 결정된 형태 및/또는 크기에 따라 조정된, 스캐닝 필드의 윤곽을 스크린 상에 디스플레이하도록 구성될 수 있다. In some embodiments, the laser device may further comprise a display adapted to receive from the control system a display signal representing images of at least a portion of the area of the subject's skin to be treated and to display these images on the screen. . The automatic control system may also be configured to display on the screen an outline of the scanning field, adjusted according to the determined shape and/or size of at least a portion of the area to be treated, superimposed on images of the subject's skin.

적절하게는, 자동 제어 시스템은 빔 스캐너를 동작시키기 전에 스캐닝 필드가 표시된 후 조작자로부터 안전 제어 신호의 수신을 기다리도록 구성될 수 있다. 안전 제어 신호는 조작자에 의해 선택적으로 동작 가능한 적절한 트리거 디바이스; 예를 들어, 풋 페달, 스위치, 버튼 등에 의해 생성될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 제어 시스템은 조작자로 하여금, 예를 들어, 키보드, 터치-스크린, 선택 버튼들, 회전 가능한 노브 또는 다이얼 등, 또는 이들 중 둘 이상의 조합과 같은 적절한 입력 디바이스를 통해 스캐닝 필드의 형태 및/또는 크기를 조정하도록 허용하기 위해 구성될 수 있다. Suitably, the automatic control system may be configured to wait for receipt of a safety control signal from an operator after the scanning field is displayed before operating the beam scanner. The safety control signal may include a suitable trigger device selectively operable by an operator; For example, it may be created by a foot pedal, switch, button, or the like. In some embodiments, the control system allows the operator to access the scanning field via a suitable input device, such as, for example, a keyboard, a touch-screen, selection buttons, a rotatable knob or dial, etc., or a combination of two or more thereof. It can be configured to allow adjustment of shape and/or size.

몇몇 실시예들에서, 워크 헤드는 그에 의해 치료될 피험체의 피부의 면적에 인접하여 정확하게 워드 헤드를 배치하기 위해 포지셔닝 디바이스의 조정을 가능하게 하기 위해, 치료될 면적에 대하여 레이저 빔 스캐너의 위치를 피험체의 피부에 나타내기 위해 가시 조준 빔을 피험체의 피부를 향해 방출하기 위한 조준 빔 디바이스를 추가로 포함할 수 있다. 편리하게는, 조준 빔은 상기 언급된 종류의 광학 트레이스 디바이스에 의해 생성될 수 있으며, 이것은 그에 따라 치료 레이저를 쏘기 전에, 조작자에 의해 선택적으로 조정된, 자동 제어 시스템에 의해 산출된 스캐닝 필드의 형태 및/또는 크기를 검증하기 위한 워크 헤드 및 광학 트레이스를 위치시키기 위한 조준 빔을 선택적으로 생성하기 위해 구성될 수 있다. In some embodiments, the work head positions the laser beam scanner relative to the area to be treated to enable adjustment of the positioning device to accurately position the word head adjacent to the area of the subject's skin to be treated thereby. It may further comprise an aiming beam device for emitting a visible aiming beam toward the subject's skin for presentation to the subject's skin. Conveniently, the aiming beam can be generated by an optical trace device of the kind mentioned above, which is accordingly in the form of a scanning field calculated by the automatic control system, optionally adjusted by the operator, before firing the treatment laser. And/or to selectively generate an aiming beam to position the optical trace and the work head to verify size.

추가 문제는, 일반적으로, 피험체의 피부가 편평하지 않다는 것이다. 이것은 치료될 면적이 빔 스캐너의 최대 이용 가능한 스캐닝 필드보다 작을지라도, 치료 레이저 빔을 갖고 스캐닝될 수 있는 피부의 면적에 대한 제한이 있을 것임을 내포한다. 타겟 면적으로의 레이저 빔의 입사각은 달성 가능한 면적을 추가로 제한할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 치료될 면적의 토포그래피는 빔 스캐너의 초점 길이를 조정함으로써 처리될 수 있지만, 이것은 또한 달성 가능한 정정에 대한 제한들을 가질 수 있다. 예로서, 피험체의 손목 주위로 연장된 포도주색 반점 병변 또는 다른 치료될 면적을 고려해보자; 스캐너는 스캔마다 손목의 일부만을 커버할 수 있을 것이다. An additional problem is that, in general, the subject's skin is not flat. This implies that even if the area to be treated is less than the maximum available scanning field of the beam scanner, there will be limitations on the area of skin that can be scanned with the therapeutic laser beam. The angle of incidence of the laser beam into the target area may further limit the achievable area. In some embodiments, the topography of the area to be treated may be processed by adjusting the focal length of the beam scanner, but this may also have limitations on the achievable correction. As an example, consider a burgundy spot lesion or other area to be treated that extends around the subject's wrist; The scanner will be able to cover only part of the wrist per scan.

이러한 문제를 처리하기 위해, 몇몇 실시예들에서, 본 발명의 레이저 치료 장치는 치료될 면적의 적어도 일부의 토포그래피를 결정하고 높이 변화들, 입사각 및 선택적으로 다른 제한들로 인한 달성 가능한 스캐닝 필드를 산출하도록 적응될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 본 발명의 레이저 치료 장치는 그러므로 치료될 면적의 적어도 일부의 토포그래피를 측정하기 위한 하나 이상의 토포그래피 측정 기구들을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 레이저 치료 장치는 치료될 면적의 다양한 부분들로의 거리를 측정하기 위한 거리 측정 디바이스를 포함할 수 있다. 적절하게는, 거리 측정 디바이스는 워크 헤드에 내장될 수 있다. 예를 들어, 3D 카메라들, 전용 측정 시스템들 및 3D 스캐너들을 포함한, 적절한 거리 측정 디바이스들이 이 기술분야의 숙련자들에게 알려져 있고 이용 가능하다. 몇몇 실시예들에서, 상기 설명된 종류의 조준 빔은 토포그래피를 산출하기 위한 삼각측량을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 자동 제어 시스템은 또한 이러한 종류의 측정들에 기초하여 치료될 면적의 적어도 일부의 토포그래피를 결정하도록 구성될 수 있다. 제어 시스템은 달성 가능한 스캐닝 필드의 형태 및/또는 크기를 산출하기 위해 치료될 면적의 적어도 일부의 형태와 크기 및 토포그래피를 융합하도록 구성될 수 있다. To address this problem, in some embodiments, the laser treatment apparatus of the present invention determines the topography of at least a portion of the area to be treated and determines the achievable scanning field due to height variations, angle of incidence and optionally other limitations. Can be adapted to yield. In some embodiments, the laser treatment apparatus of the present invention may therefore further include one or more topography measuring instruments for measuring a topography of at least a portion of the area to be treated. For example, a laser treatment apparatus may include a distance measurement device for measuring distances to various portions of an area to be treated. Suitably, the distance measuring device can be embedded in the work head. Suitable distance measurement devices are known and available to those skilled in the art, including, for example, 3D cameras, dedicated measurement systems and 3D scanners. In some embodiments, an aiming beam of the type described above may be used to perform triangulation to yield a topography. The automatic control system can also be configured to determine a topography of at least a portion of the area to be treated based on measurements of this kind. The control system may be configured to fuse the shape and size and topography of at least a portion of the area to be treated to yield the shape and/or size of the achievable scanning field.

몇몇 실시예들에서, 타겟 병변 또는 다른 치료될 면적의 컨투어 제한은 그것이 단일 스캔의 달성 가능한 스캐닝 필드를 지나 연장되도록 할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 병변 또는 다른 치료될 면적은, 단일 스캔에 대해, 심지어 편평한 토포그래피에 대해서도 너무 클 수 있다. 본 발명에 따르면, 포지셔닝 디바이스는 다수의 세그먼트들에서 치료될 전체 면적의 치료를 허용하기 위해 워크 헤드가 다수의 상이한 위치들에 배치되도록 허용할 수 있다. 따라서, 워크 헤드는 요구된 치료될 면적의 완전한 커버리지를 위해 피험체의 피부의 상이한 부분을 커버하는 새로운 위치에 배치될 수 있다. In some embodiments, the contour limitation of the target lesion or other area to be treated may cause it to extend beyond the achievable scanning field of a single scan. In some embodiments, the lesion or other area to be treated may be too large for a single scan, even for a flat topography. In accordance with the present invention, the positioning device may allow the work head to be placed in a number of different positions to allow treatment of the entire area to be treated in multiple segments. Thus, the work head can be placed in a new location covering different portions of the subject's skin for complete coverage of the required area to be treated.

몇몇 실시예들에서, 워크 헤드는 조작자에 의해 수동으로 재배치될 수 있다. 각각의 위치에서, 제어 시스템은 세그먼트의 경계들을 검출하기 위해 상기 설명된 바와 같이 치료될 피험체의 피부의 면적의 인접한 세그먼트의 하나 이상의 이미지들을 프로세싱하도록 동작 가능할 수 있다. 적절하게는, 제어 시스템은 치료될 면적의 세그먼트를 식별하기 위해 치료되지 않은 피부의 이미지들에 의존하는 이미지 프로세싱 방법을 사용할 수 있다. 세그먼트를 치료하기 위한 스캐닝 필드의 필요한 형태 및 크기가 그 후 상기 설명된 바와 같이 결정될 수 있다. 치료 레이저는 그 후 스캐닝 필드에 걸쳐 세그먼트를 조사하도록 동작될 수 있다. 상기 설명된 종류의 조준 빔을 사용하여, 조작자는 그것이 보통, 만약에 있다면 직전 치료된 세그먼트를 포함한, 하나 이상의 이전 치료된 세그먼트들과 중첩하도록 차례로 치료될 각각의 세그먼트 위에 워크 헤드를 배치할 수 있다. 조작자는, 예를 들어, 이전 치료된 세그먼트들을 식별하기 위해, 피부의 레이저 치료의 결과로서 발생하는, "프로스팅(frosting)"을 사용할 수 있다. 자동 제어 시스템은 워크 헤드의 다른 위치들에서 이전 식별된 세그먼트들에 중첩하는 각각의 세그먼트의 부분들을 마스킹하도록 구성될 수 있으며, 따라서 둘 이상의 인접한 세그먼트들 간의 중첩의 면적들에서 피부의 부분들은 단일 치료 내에서 한 번 이상 조사되지 않는다. 이 기술분야의 숙련자들에게 알려진 종류의 이미지 스티칭 알고리즘은 적절하게는 식별된 세그먼트들 사이에서 중첩의 면적들을 식별하기 위해 사용될 수 있다. 각각의 위치에서, 카메라는 치료되지 않은 피부를 사용하여 치료될 면적의 세그먼트들의 식별을 가능하게 하기 위해 달성 가능한 스캐닝 필드보다 큰 시야를 가질 수 있다. In some embodiments, the work head may be manually repositioned by an operator. At each location, the control system may be operable to process one or more images of an adjacent segment of an area of the subject's skin to be treated as described above to detect the boundaries of the segment. Suitably, the control system may use an image processing method that relies on images of untreated skin to identify a segment of the area to be treated. The required shape and size of the scanning field for treating the segment can then be determined as described above. The treatment laser can then be operated to irradiate the segment across the scanning field. Using an aiming beam of the kind described above, the operator can position the work head over each segment to be treated in turn so that it usually overlaps with one or more previously treated segments, including the immediately previously treated segment, if any. . The operator may use “frosting”, which occurs as a result of laser treatment of the skin, for example to identify previously treated segments. The automatic control system can be configured to mask portions of each segment that overlap previously identified segments at different locations of the workhead, so that portions of the skin in areas of overlap between two or more adjacent segments are treated as a single treatment. It is not investigated more than once within. Image stitching algorithms of the kind known to those skilled in the art can suitably be used to identify areas of overlap between the identified segments. At each location, the camera may have a larger field of view than the achievable scanning field to enable identification of segments of the area to be treated using untreated skin.

대안적으로, 포지셔닝 디바이스는 자동화될 수 있으며 자동 제어 시스템은 또한 워크 헤드를 배치하도록 포지셔닝 디바이스를 제어하기 위해 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 워크 헤드는 연속적인 스캐닝 필드들을 스캔하기 위해 자동으로 배치될 수 있다. 연속적인 스캐닝 필드들은 치료될 면적의 완전한 커버리지를 보장하기 위해 서로 인접할 수 있다. 대안적으로, 연속적인 스캐닝 필드들은 중첩할 수 있으며 이전 단락에서 설명된 종류의 이미지 스티칭 알고리즘은 중첩의 면적들을 마스킹하기 위해 사용될 수 있다. 적절한 자동화된 포지셔닝 디바이스의 예는 치료될 전체 면적을 커버하기 위해 충분한 자유도들을 가진 로봇 암이다. 로봇 암은 이하에서 설명되는 바와 같이 그것의 위치를 모니터링하고 기록할 수 있을 것이다. Alternatively, the positioning device can be automated and the automatic control system can also be configured to control the positioning device to position the work head. In this way, the work head can be automatically placed to scan successive scanning fields. Successive scanning fields can be adjacent to each other to ensure full coverage of the area to be treated. Alternatively, successive scanning fields can overlap and an image stitching algorithm of the kind described in the previous paragraph can be used to mask the areas of the overlap. An example of a suitable automated positioning device is a robotic arm with sufficient degrees of freedom to cover the entire area to be treated. The robotic arm will be able to monitor and record its position as described below.

적절하게는, 자동화된 포지셔닝 디바이스는 워크 헤드가 조작자에 의해 자유롭게 이동될 수 있는 제 1 모드 및 워크 헤드의 위치가 제어 시스템의 제어 하에서만 조정될 수 있는 제 2 모드 사이에서 스위칭 가능할 수 있을 것이다. 포지셔닝 디바이스는, 예를 들어, 포지셔닝 디바이스가 이들 두 개의 모드들 사이에서 선택적으로 스위칭되도록 허용하기 위해 적어도 하나의 선택적으로 동작 가능한 클러치를 포함할 수 있다. 제 1 모드에서, 포지셔닝 디바이스는 저항 없이 조작자에 의해 이동될 수 있지만, 그것이 조작자에 의해 해제되지 않는다면, 예를 들어, 중력하에서 그것이 움직이지 않도록 충분히 안정적으로 워크 헤드를 유지할 수 있다. Suitably, the automated positioning device may be switchable between a first mode in which the work head can be freely moved by an operator and a second mode in which the position of the work head can be adjusted only under the control of the control system. The positioning device may include, for example, at least one selectively operable clutch to allow the positioning device to selectively switch between these two modes. In the first mode, the positioning device can be moved by the operator without resistance, but if it is not released by the operator, it can hold the work head sufficiently stably so that it does not move under gravity, for example.

제 1 모드에서, 워크 헤드는 치료될 면적의 전체의 하나 이상의 이미지들을 캡처하기 위해 조작자에 의해 조작될 수 있다. 제 2 모드에서, 워크 헤드는 본 발명에 따라 펄스 레이저 광을 갖고 피험체의 피부를 치료하기 위해 자동 제어 시스템의 제어 하에 치료될 면적에 걸쳐 자동으로 이동될 수 있다. In a first mode, the work head can be manipulated by an operator to capture one or more images of the entire area to be treated. In the second mode, the work head can be automatically moved over the area to be treated under the control of an automatic control system to treat the subject's skin with pulsed laser light according to the invention.

몇몇 실시예들에서, 자동 제어 시스템은 학습 모드 및 스캐닝 모드를 동작시키도록 구성될 수 있다. 학습 모드에서, 조작자는 제 1 모드에서 포지셔닝 디바이스(예컨대, 로봇 암)를 갖고 워크 헤드를 유지하며 전체 컨투어에 걸쳐, 치료될 면적의 전체 주위에서 그것을 조작한다. 워크 헤드는 제 1 모드에서 저항 없이 조작자의 안내를 따를 수 있다. 카메라는 로봇 암이 모든 축들 상에서 그것의 위치를 계속해서 측정하고 조작자에 의해 따르게 된 그것의 모션 및 경로를 기록하는 동안 피험체의 피부의 이미지들을 캡처하도록 계속해서 동작된다. 이러한 시퀀스의 끝에서, 자동 제어 시스템은 다수의 데이터-세트들을 수신하였다: 캡처된 이미지들, 워크 헤드의 위치들과 궤적 및 치료될 면적의 3D 컨투어 및 거리 측정들. 자동 제어 시스템은 그 후 스캔 경로를 최적화함으로써 스캐닝 경로를 산출하도록 구성된다. 제 1 근사법으로서, 학습 시퀀스에서 조작자에 의해 취해진 경로가 사용될 수 있다. In some embodiments, the automatic control system may be configured to operate a learning mode and a scanning mode. In the learning mode, the operator holds the work head with a positioning device (eg, a robot arm) in a first mode and manipulates it over the entire contour, all around the area to be treated. The work head can follow the operator's guidance without resistance in the first mode. The camera is continuously operated to capture images of the subject's skin while the robotic arm continuously measures its position on all axes and records its motion and path followed by the operator. At the end of this sequence, the automatic control system received a number of data-sets: captured images, positions and trajectories of the work head and 3D contour and distance measurements of the area to be treated. The automatic control system is then configured to calculate the scanning path by optimizing the scan path. As a first approximation, the path taken by the operator in the learning sequence can be used.

대안적으로, 독립형 3D 스캐너는 피험체를 스캔하기 위해 사용될 수 있으며, 조작자는 컴퓨터상에 스캔될 면적을 입력할 수 있다. 상기 정의에 기초하여, 제어 시스템은 그 후 스캐너 헤드의 요구된 3D 궤적을 산출할 수 있다. Alternatively, a standalone 3D scanner can be used to scan the subject, and the operator can enter the area to be scanned on the computer. Based on the above definition, the control system can then calculate the required 3D trajectory of the scanner head.

스캐닝 모드에서, 포지셔닝 디바이스는 제 2 모드로 스위칭되며, 워크 헤드는 치료될 면적의 전체에 걸쳐 펄스 레이저 빔을 스캔하기 위해 연속 스캐닝 필드들에서 빔 스캐너를 동작시키는 동안 제어 시스템의 의해 생성된 경로를 따르도록 제어 시스템의 제어 하에 이동된다. In the scanning mode, the positioning device is switched to the second mode, and the work head follows the path created by the control system while operating the beam scanner in continuous scanning fields to scan the pulsed laser beam over the entire area to be treated. It is moved under the control of the control system to follow.

몇몇 실시예들에서, 레이저 치료 장치는 치료를 받아들인 피험체에 의해 동작될 인터록 디바이스를 추가로 포함할 수 있다. 자동 제어 시스템은 피험체가 인터록 디바이스를 긍정적으로 동작시킬 때에만 동작될 수 있도록 구성될 수 있다. 인터록 디바이스는 피험체가 치료 동안 그들의 손에 유지할 수 있는 임의의 적절한 버튼, 트리거, 스위치 등을 포함할 수 있다. 적절하게는, 인터록 디바이스는 비-래칭이다. 피험체가 레이저 치료 장치의 동작 동안 인터록 디바이스를 해제한다면, 인터록 제어 신호가 제어 시스템으로 전송되어, 레이저 장치가 즉시 그것의 동작을 잠시 멈추게 한다. 그 후, 피험체가 인터록 디바이스를 재동작시키면, 제어 시스템은 조작자가 상기 언급된 트리거 디바이스의 동작에 의해 필요한 입력 신호를 다시 제공하도록 기다리기 위해 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 피험체가 치료 동안 로봇 암 또는 임의의 다른 포지셔닝 디바이스의 움직임에 대해 불안함을 느낀다면, 그것들은 장치가 정지하게 할 수 있다. 레이저 빔이 로봇 암, x-y 또는 x-y-z 스테이지 등에 의해 치료될 면적에 걸쳐 기계적으로 스캔되는 경우에, 움직임은 매우 빠르며 위협적이라는 것이 이해될 것이다. 그러나, 광학적 스캐너가 사용되는 경우에, 빠른 모션은 단지 광학적이며 포지셔닝 디바이스는 움직이지 않거나 또는 단지 매우 느리게 움직이다. In some embodiments, the laser treatment apparatus may further include an interlock device to be operated by a subject receiving the treatment. The automatic control system may be configured such that it can be operated only when the subject positively operates the interlock device. The interlock device may include any suitable buttons, triggers, switches, etc. that the subject may hold in their hand during treatment. Suitably, the interlock device is non-latching. If the subject releases the interlock device during operation of the laser treatment device, an interlock control signal is transmitted to the control system, causing the laser device to immediately pause its operation. Thereafter, when the subject reactivates the interlock device, the control system can be configured to wait for the operator to provide the necessary input signal again by operation of the above-mentioned trigger device. In this way, if the subject feels anxious about the movement of the robotic arm or any other positioning device during treatment, they can cause the device to stop. If the laser beam is mechanically scanned over the area to be treated by a robotic arm, x-y or x-y-z stage, etc., it will be understood that the movement is very fast and intimidating. However, when an optical scanner is used, the fast motion is only optical and the positioning device does not move or only moves very slowly.

치료가 수 분 이상 걸릴 수 있으므로, 피험체가 어느 정도로 이동하는 것은 불가피하다. 몇몇 실시예들에서, 그러므로, 레이저 치료 장치는 피험체의 움직임; 특히 치료될 면적의 움직임을 검출하기 위한 하나 이상의 움직임 검출기들을 추가로 포함할 수 있다. 움직임 검출기들은 피험체의 피부의 3D 측정들을 하기 위해 워드 헤드 또는 디바이스 상에 카메라를 포함할 수 있다. 움직임 검출기는 피험체의 움직임을 검출하도록 구성될 수 있으며, 제어 시스템은, 그에 따라 보상하기 위해 치료 레이저 빔의 스캐닝을 자동으로 정정하거나 또는 예를 들어 검출된 움직임이 안전한 동작을 위해 너무 크거나 또는 너무 빠르다면, 스캐닝을 정지시키도록 구성될 수 있다. 마커들 또는 표시자들은 피험체의 모션의 측정을 가능하게 하기 위해 몇몇 실시예들에서 피험체의 피부 상에 부착되고, 붙여지거나 또는 그려질 수 있다. Since treatment may take several minutes or more, it is inevitable for the subject to move to some extent. In some embodiments, therefore, the laser treatment device includes movement of the subject; In particular, it may further include one or more motion detectors for detecting the motion of the area to be treated. Motion detectors may include a camera on the word head or device to make 3D measurements of the subject's skin. The motion detector may be configured to detect the motion of the subject, and the control system automatically corrects the scanning of the therapeutic laser beam to compensate accordingly or, for example, the detected motion is too large for safe operation, or If it is too fast, it can be configured to stop scanning. Markers or indicators may be attached, pasted, or drawn on the subject's skin in some embodiments to enable measurement of the subject's motion.

본 발명의 레이저 치료 장치는 펄스 레이저와 함께 사용하기 위해 적응된다. 적절하게는, 그러므로, 레이저 치료 장치는 펄스 치료 레이저 및 워크 헤드의 광학 입력에 치료 레이저를 연결하기 위한 광학 시스템을 추가로 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 레이저는 약 피코초의 펄스 폭을 가진 레이저 광의 펄스들을 생성할 수 있는 모드-잠김 레이저일 수 있다. 상기 설명된 바와 같이, 몇몇 실시예들에서, 펄스들은 약 0.1 내지 100ps의 범위에서의 펄스 폭 및 적어도 약 50 GW/cm2의 강도를 가질 수 있다. The laser treatment device of the present invention is adapted for use with pulsed lasers. Suitably, therefore, the laser treatment device may further comprise a pulse treatment laser and an optical system for coupling the treatment laser to the optical input of the work head. In some embodiments, the laser may be a mode-locked laser capable of generating pulses of laser light with a pulse width of about picoseconds. As described above, in some embodiments, the pulses may have a pulse width in the range of about 0.1-100 ps and an intensity of at least about 50 GW/cm 2.

본 발명의 제 1 내지 제 8 양상들에 관하여 상기 설명되는 본 발명의 특징들은 본 발명의 레이저 치료 장치에 동일하게 적용하며 간결함을 위해 여기에서 반복될 필요는 없다는 것이 이 기술분야의 숙련자들에 의해 이해될 것이다. It is understood by those skilled in the art that the features of the present invention described above with respect to the first to eighth aspects of the present invention apply equally to the laser treatment apparatus of the present invention and do not need to be repeated here for brevity. Will make sense.

본 발명의 제 10 양상에 따르면, 그러므로, 피부과 치료를 위한 레이저 장치가 제공되고 있으며, 상기 레이저 장치는 펄스 치료 레이저, 치료될 피험체의 피부의 면적으로 레이저 광의 펄스화된 빔을 전달하기 위한 워크 헤드, 및 상기 워크-헤드로 치료 레이저를 연결하기 위한 광학 시스템을 포함하며; 상기 배열은 펄스 레이저 빔이 약 0.1 내지 100ps의 범위에서의 펄스 폭 및 적어도 약 50 GW/cm2의 강도를 갖도록 한다. According to a tenth aspect of the present invention, therefore, a laser device for dermatological treatment is provided, wherein the laser device is a pulse treatment laser, a work for delivering a pulsed beam of laser light to an area of the skin of a subject to be treated. A head, and an optical system for coupling a treatment laser to the work-head; The arrangement allows the pulsed laser beam to have a pulse width in the range of about 0.1-100 ps and an intensity of at least about 50 GW/cm 2.

상기 설명된 바와 같이, 표피 깊이에서 각각의 펄스의 플루엔스는 약 0.5 내지 10 J/cm2; 바람직하게는 약 1 내지 8 Jcm2 또는 약 1 내지 7 J/cm2의 범위에 있을 수 있다. As explained above, the fluence of each pulse at the depth of the epidermis is about 0.5 to 10 J/cm 2 ; Preferably, it may be in the range of about 1 to 8 Jcm 2 or about 1 to 7 J/cm 2.

몇몇 실시예들에서, 상기 설명된 바와 같이, 빔 스캐너는 사용 중 각각의 펄스가 약 0.1 내지 2.0mm 미만; 바람직하게는 약 0.5 내지 1.0mm의 범위에서의 최대 치수를 가진 스팟의 형태로 피험체의 피부로 전달되도록 구성될 수 있다. In some embodiments, as described above, the beam scanner has each pulse in use less than about 0.1 to less than 2.0 mm; Preferably, it may be configured to be delivered to the skin of the subject in the form of a spot having a maximum dimension in the range of about 0.5 to 1.0 mm.

본 발명의 제 11 양상에 따르면, 그러므로 피부과 치료를 위한 레이저 치료 장치가 제공되고 있으며, 상기 레이저 치료 장치는 펄스 치료 레이저, 각각의 펄스가 피험체의 피부의 상이한 부분에 충돌하도록 치료될 피험체의 피부의 면적으로 레이저 광의 펄스화된 빔을 스캔하기 위한 빔 스캐너를 포함하는 워크-헤드, 및 상기 빔 스캐너에 치료 레이저를 연결하기 위한 광학 시스템을 포함하며; 상기 배열은 사용 중 각각의 펄스가 빔 스캐너에 의해 약 0.1 내지 2.0mm 미만; 바람직하게는 약 0.5 내지 1.0mm의 범위에서의 최대 치수를 가진 스팟의 형태로 피험체의 피부로 전달되며, 표피 깊이에서 각각의 펄스의 플루엔스가 약 1 내지 7 J/cm2의 범위에 있도록 한다. According to the eleventh aspect of the present invention, therefore, a laser treatment device for dermatological treatment is provided, wherein the laser treatment device is a pulse treatment laser, of a subject to be treated so that each pulse impinges on a different part of the subject's skin. A work-head comprising a beam scanner for scanning a pulsed beam of laser light into an area of the skin, and an optical system for coupling a therapeutic laser to the beam scanner; The arrangement allows each pulse during use to be less than about 0.1 to 2.0 mm by the beam scanner; Preferably, it is delivered to the skin of the subject in the form of a spot having a maximum dimension in the range of about 0.5 to 1.0 mm, so that the fluence of each pulse is in the range of about 1 to 7 J/cm 2 at the depth of the epidermis. do.

적절하게는, 상기 설명된 바와 같이, 빔 스캐너는 피험체의 피부의 상이한 부분들이 적어도 약 0.1mm만큼 서로 분리되도록 구성될 수 있다. Suitably, as described above, the beam scanner may be configured such that different portions of the subject's skin are separated from each other by at least about 0.1 mm.

본 발명의 제 12 양상에 따르면, 그러므로, 피부과 치료를 위한 레이저 장치가 제공되고 있으며, 상기 레이저 장치는 펄스 치료 레이저, 각각의 펄스가 피험체의 피부의 상이한 부분에 충돌하도록 치료될 피험체의 피부의 면적으로 레이저 광의 펄스화된 빔을 스캔하기 위한 빔 스캐너를 포함하는 워크-헤드, 및 상기 빔 스캐너로 치료 레이저를 연결하기 위한 광학 시스템을 포함하며; 상기 배열은 사용 중 각각의 펄스가 빔 스캐너에 의해 약 1 내지 7 J/cm2의 범위에서 표피 깊이에서의 플루엔스를 갖고 스팟의 형태로 피험체의 피부로 전달되며 상이한 부분들이 적어도 약 0.1mm만큼 서로 분리되도록 한다. According to a twelfth aspect of the present invention, therefore, a laser device for dermatological treatment is provided, wherein the laser device is a pulse treatment laser, the skin of a subject to be treated so that each pulse strikes a different part of the skin of the subject. A work-head comprising a beam scanner for scanning a pulsed beam of laser light in an area of and an optical system for connecting the treatment laser to the beam scanner; In the above arrangement, each pulse during use has a fluence at the depth of the epidermis in the range of about 1 to 7 J/cm 2 by the beam scanner and is delivered to the skin of the subject in the form of a spot, and different parts are at least about 0.1 mm. To be separated from each other.

몇몇 실시예들에서, 상기 설명된 바와 같이, 스팟들은 서로 중첩할 수 있다. 레이저 광의 빔은 그 강도가 빔의 나머지보다 주변 외부 영역에서 더 낮도록 감쇠될 수 있다. In some embodiments, as described above, the spots may overlap each other. The beam of laser light can be attenuated so that its intensity is lower in the surrounding outer area than the rest of the beam.

본 발명의 제 13 양상에서, 그러므로 피부과 치료를 위한 레이저 장치가 제공되고 있으며, 상기 레이저 장치는 펄스 치료 레이저, 각각의 펄스가 피험체의 피부의 상이한 부분에 충돌하도록 치료될 피험체의 피부의 면적으로 레이저 광의 펄스화된 빔을 스캔하기 위한 빔 스캐너를 포함한 워크-헤드, 및 상기 빔 스캐너에 치료 레이저를 연결하기 위한 광학 시스템을 포함하며; 상기 배열은 사용 중 각각의 펄스가 빔 스캐너에 의해 약 1 내지 7 J/cm2의 범위에서 표피 깊이에서의 플루엔스를 갖고 스팟의 형태로 피험체의 피부로 전달되도록 하며 상기 빔은 그 강도가 빔의 나머지보다 주변 외부 영역에서 더 낮도록 감쇠된다. In a thirteenth aspect of the present invention, therefore, a laser device for dermatological treatment is provided, wherein the laser device is a pulse treatment laser, the area of the skin of the subject to be treated so that each pulse impinges on a different part of the skin of the subject. A work-head comprising a beam scanner for scanning a pulsed beam of laser light with an optical system for coupling a therapeutic laser to the beam scanner; This arrangement allows each pulse during use to be delivered to the subject's skin in the form of spots with fluence at the depth of the epidermis in the range of about 1 to 7 J/cm 2 by the beam scanner, and the beam has an intensity of It is attenuated to be lower in the outer surrounding area than the rest of the beam.

유리하게는, 빔 스캐너는, 상기 설명된 바와 같이, 연속 펄스들이 치료될 면적의 상이한 부분들에 닿도록 레이저 광의 빔이 일련의 선형 또는 곡선형 라인들에서 스캐닝 필드에 걸쳐 스캔되도록 구성될 수 있다. Advantageously, the beam scanner can be configured such that, as described above, a beam of laser light is scanned across the scanning field in a series of linear or curved lines such that successive pulses hit different portions of the area to be treated. .

본 발명의 제 14 양상에서, 피부과 치료를 위한 레이저 장치가 제공되고 있으며, 상기 레이저 장치는 펄스 치료 레이저, 치료될 피험체의 피부의 면적으로 레이저 광의 펄스화된 빔을 스캔하기 위한 빔 스캐너를 포함한 워크-헤드, 및 상기 빔 스캐너에 치료 레이저를 연결하기 위한 광학 시스템을 포함하며; 상기 배열은 사용 중 각각의 펄스가 빔 스캐닝 디바이스에 의해 약 1 내지 7 J/cm2의 범위에서 표피 깊이에서의 플루엔스를 갖고 스팟의 형태로 피험체의 피부로 전달되도록 하며 상기 빔 스캐너는 연속 펄스들이 치료될 면적의 상이한 부분들에 닿도록 레이저 광의 빔이 일련의 선형 또는 곡선형 라인들에서 스캐닝 필드에 걸쳐 스캔되도록 구성된다. In a fourteenth aspect of the present invention, a laser device for dermatological treatment is provided, wherein the laser device includes a pulse treatment laser and a beam scanner for scanning a pulsed beam of laser light into an area of the skin of a subject to be treated. A work-head and an optical system for coupling a treatment laser to the beam scanner; The arrangement allows each pulse during use to be delivered to the subject's skin in the form of spots with fluence at the epidermal depth in the range of about 1 to 7 J/cm 2 by the beam scanning device. The beam of laser light is configured to be scanned over the scanning field in a series of linear or curved lines such that the pulses hit different portions of the area to be treated.

상기 설명된 바와 같이, 펄스화된 빔은 약 30Hz 초과, 바람직하게는 약 100Hz 초과; 선택적으로 200 내지 500Hz의 펄스 반복률을 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 펄스화된 빔은 약 1000Hz까지의 펄스 반복률을 가질 수 있다. 상기 설명된 요건이 가능한 적절한 펄스 레이저들은 1000Hz에서 4mJ 에너지를 전달할 수 있는 명칭 RGL-1064-4 하에서, 뉴욕, 롱 아일랜드의 Photonics Industries로부터 상업적으로 이용 가능한 고 펄스 에너지 및 고 반복률 피코초 레이저 및 1000Hz에서 10 mJ을 전달할 수 있는 명칭 APL2201 하에서, 리투아니아, 빌뉴스의 Ekspla로부터 이용 가능한 고 에너지 KHz 반복률 피코초 증폭기를 포함한다. As described above, the pulsed beam is greater than about 30 Hz, preferably greater than about 100 Hz; Optionally, it may have a pulse repetition rate of 200 to 500 Hz. In some embodiments, the pulsed beam may have a pulse repetition rate of up to about 1000 Hz. Suitable pulsed lasers capable of the above-described requirements are commercially available high pulse energy and high repetition rate picosecond lasers from Photonics Industries of Long Island, New York, under the designation RGL-1064-4 capable of delivering 4 mJ energy at 1000 Hz and at 1000 Hz. It includes a high energy KHz repetition rate picosecond amplifier available from Ekspla of Vilnius, Lithuania, under the name APL2201 capable of delivering 10 mJ.

이 기술분야의 숙련자들은 상기 언급된 종류의 펄스 레이저들이 장비의 매우 값비싼 조각들임을 인식할 것이다. 또한 일련의 피험체들을 치료할 때, 레이저는 상당한 양의 시간 동안 사용 중이지 않으며, 그것은 통상적으로 시간의 약 50%라는 것이 이해될 것이다. 상기 설명된 바와 같이, 몇몇 실시예들에서, 본 발명은 이전 치료 방법들과 비교하여 더 작은 스팟 크기를 보상하기 위해 빠른 펄스 반복률을 이용한다. 또한, 본 발명에 따른 착색 제거는 펄스당 최소량의 에너지; 통상적으로 상기 언급된 바와 같이 1 내지 50mJ을 요구한다. Those skilled in the art will recognize that pulsed lasers of the kind mentioned above are very expensive pieces of equipment. It will also be appreciated that when treating a series of subjects, the laser has not been in use for a significant amount of time, which is typically about 50% of the time. As described above, in some embodiments, the present invention uses a fast pulse repetition rate to compensate for the smaller spot size compared to previous treatment methods. In addition, the color removal according to the present invention comprises a minimum amount of energy per pulse; Typically it requires 1 to 50 mJ as mentioned above.

몇몇 실시예들에서, 단일 치료 레이저는 본 발명에 따른 복수의 레이저 치료 장치에 선택적으로 펄스 레이저 광을 전달하도록 배열될 수 있다. 각각의 레이저 치료 장치는 예를 들어, 상이한 치료실과 같은 상이한 치료 면적에서 제공될 수 있다. 상기 설명된 바와 같이, 레이저 치료 장치의 각각은 워크 헤드 및 치료 레이저에 워크 헤드를 결합하기 위한 광학 입력을 포함할 수 있다. 광-기계 선택기를 포함한 광학 시스템은 레이저 치료 장치 중 하나에 치료 레이저를 선택적으로 결합하기 위해 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 치료 레이저는 다른 레이저 치료 장치가 사용 중이지 않은 동안 피험체를 치료하기 위해 레이저 치료 장치 중 하나로 펄스 레이저 광을 전달하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 배열은 치료 레이저의 더 많은 활용을 허용할 수 있다. In some embodiments, a single treatment laser may be arranged to selectively deliver pulsed laser light to a plurality of laser treatment devices in accordance with the present invention. Each laser treatment device may be provided in a different treatment area, such as a different treatment room, for example. As described above, each of the laser treatment devices may include a work head and an optical input for coupling the work head to the treatment laser. An optical system including an opto-machine selector can be provided for selectively coupling a therapeutic laser to one of the laser treatment devices. In this way, the therapeutic laser can be used to deliver pulsed laser light to one of the laser treatment devices to treat a subject while the other laser treatment device is not in use. This arrangement may allow for more utilization of therapeutic lasers.

본 발명의 제 15 양상에 따르면, 그러므로, 피부과 레이저 치료 설비가 제공되고 있으며, 상기 피부과 레이저 치료 설비는 펄스 치료 레이저; 복수의 별개의 치료 면적들; 각각의 치료 면적에서의 레이저 치료 장치로서, 각각의 레이저 치료 장치는 치료될 피험체의 피부의 면적에 걸쳐 2mm 미만의 스팟 크기를 가진 치료 레이저 빔을 스캔하기 위한 빔 스캐너를 포함하는 워크 헤드 및 광학 입력을 포함한, 상기 레이저 치료 장치; 및 각각의 레이저 치료 장치의 워크 헤드의 광학 입력에 치료 레이저를 연결하기 위한 광학 시스템을 포함하며; 상기 광학 시스템은 상기 레이저 빔을 레이저 치료 장치 중 임의의 하나로 선택적으로 조향하기 위해 동작 가능한 광-기계 선택기를 포함한다. According to a fifteenth aspect of the present invention, therefore, there is provided a dermatological laser treatment facility, the dermatology laser treatment facility comprising: a pulse treatment laser; A plurality of distinct treatment areas; A laser treatment device at each treatment area, each laser treatment device comprising a beam scanner for scanning a treatment laser beam with a spot size of less than 2 mm over an area of the skin of the subject to be treated and an optical The laser treatment device, including an input; And an optical system for coupling the treatment laser to the optical input of the work head of each laser treatment device; The optical system includes an opto-mechanical selector operable to selectively steer the laser beam to any of the laser treatment devices.

적절하게, 펄스 치료 레이저는 상기 설명된 바와 같이 적어도 30Hz의 펄스 반복률을 가진 레이저 광의 빔을 생성하도록 동작 가능할 수 있다.Suitably, the pulsed therapy laser may be operable to generate a beam of laser light having a pulse repetition rate of at least 30 Hz as described above.

각각의 펄스는 1 내지 50mJ, 바람직하게는 약 1 내지 30mJ의 에너지를 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 펄스 치료 레이저는 100Hz보다 큰, 바람직하게는 적어도 200Hz 및 보다 바람직하게는 적어도 500Hz의 펄스 반복률을 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 펄스 치료 레이저는 1000Hz 이상의 펄스 반복률을 가질 수 있다. Each pulse may have an energy of 1 to 50 mJ, preferably about 1 to 30 mJ. In some embodiments, the pulse therapy laser may have a pulse repetition rate of greater than 100 Hz, preferably at least 200 Hz and more preferably at least 500 Hz. In some embodiments, the pulsed therapy laser may have a pulse repetition rate of 1000 Hz or higher.

레이저 광은 각각의 치료 면적의 특정 요건들에 따라 치료 레이저에서 전자적으로 변조될 수 있다. The laser light can be electronically modulated in the treatment laser according to the specific requirements of each treatment area.

몇몇 실시예들에서, 고 펄스 에너지 치료 레이저가 사용될 수 있다. 상기 설명된 바와 같이, 치료 면적들 사이에서 순차적으로 빔을 토글링하기보다는, 수동형 광학 스플리터가 병렬로 있는 본 발명의 복수의 레이저 치료 장치에 의한 사용을 위해 빔을 분할하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 상이한 치료 면적들에서 레이저 치료 장치는 동시에 사용될 수 있다. In some embodiments, a high pulse energy therapeutic laser may be used. As described above, rather than toggling the beams sequentially between treatment areas, a passive optical splitter can be used to split the beam for use by a plurality of laser treatment devices of the present invention in parallel. In this way, the laser treatment device can be used at the same time in different treatment areas.

본 발명의 제 16 양상에 따르면, 그러므로 피부과 레이저 치료 설비가 제공되고 있으며, 상기 피부과 레이저 치료 설비는 적어도 30Hz의 펄스 반복률을 가진 레이저 광의 빔을 생성하도록 동작 가능한 펄스 치료 레이저; 복수의 별개의 치료 면적들; 각각의 치료 면적에서의 레이저 치료 장치로서, 각각의 레이저 치료 장치는 치료될 피험체의 피부의 면적에 걸쳐 2mm 미만의 스팟 크기를 가진 치료 레이저 빔을 스캔하기 위한 빔 스캐너를 포함하는 워크 헤드 및 광학 입력을 포함하는, 상기 레이저 치료 장치; 및 각각의 레이저 치료 장치의 워크 헤드의 광학 입력으로 펄스 치료 레이저를 연결하기 위한 광학 시스템을 포함하며; 상기 광학 시스템은 상기 빔을 분리하고 그것을 동시에 레이저 치료 장치의 각각으로 향하게 하기 위한 수동형 광학 스플리터를 포함한다. According to a sixteenth aspect of the present invention there is therefore provided a dermatological laser treatment facility, the dermatological laser treatment facility comprising: a pulse treatment laser operable to generate a beam of laser light having a pulse repetition rate of at least 30 Hz; A plurality of distinct treatment areas; A laser treatment device at each treatment area, each laser treatment device comprising a beam scanner for scanning a treatment laser beam with a spot size of less than 2 mm over an area of the skin of the subject to be treated and an optical The laser treatment device comprising an input; And an optical system for connecting the pulsed treatment laser to the optical input of the work head of each laser treatment device; The optical system includes a passive optical splitter for separating the beam and directing it to each of the laser treatment devices at the same time.

적절하게는, 펄스 치료 레이저는 적어도 5mJ의 펄스 에너지를 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 펄스 치료 레이저는 약 300mJ까지의 펄스 에너지를 가질 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 10mJ, 15mJ, 20mJ 또는 30mJ의 펄스 에너지가 사용될 수 있다. 치료 레이저는 전체 파워 출력으로 계속해서 동작될 수 있다. 각각의 워크 헤드에서 빔 스캐너는 각각의 별개의 치료 면적의 특정 요건들에 따라 분할된 레이저 빔을 변조하기 위해 예를 들어, 포켈 셀(pockel cell), 갈보 미러(galvo mirror) 등과 같은 고속 광학 변조기를 포함할 수 있다. Suitably, the pulsed therapy laser may have a pulse energy of at least 5 mJ. In some embodiments, the pulsed therapy laser can have a pulse energy of up to about 300 mJ. For example, in some embodiments, a pulse energy of 10 mJ, 15 mJ, 20 mJ or 30 mJ may be used. The treatment laser can be operated continuously at full power output. At each workhead, the beam scanner is a high-speed optical modulator, e.g., a pockel cell, a galvo mirror, etc. to modulate the segmented laser beam according to the specific requirements of each separate treatment area. It may include.

통상적으로, 빔은 적어도 두 개의 레이저 치료 장치/치료 면적들 사이에서 분할될 수 있다. 펄스 반복률 및 펄스 에너지에 대한 치료 레이저의 속성들 때문에, 본 출원에서 설명된 바와 같이 피부과 착색 제거를 위한 충분한 펄스 에너지를 각각의 도터(daughter) 빔 내에 유지하면서 빔이 나뉠 수 있는 횟수들에 대한 제한이 있다. Typically, the beam can be split between at least two laser treatment devices/treatment areas. Due to the properties of the therapeutic laser on pulse repetition rate and pulse energy, limitations on the number of times a beam can be split while maintaining sufficient pulse energy within each daughter beam for dermatological pigmentation removal as described in this application. There is this.

본 발명의 또 다른 변형에서, 그러므로, 빔 다중화 기술이 다수의 치료 면적들 사이에서 단일 펄스 레이저 빔을 분할하기 위해 이용될 수 있다. 고속 펄스 반복률을 가진 치료 레이저에 연결되는 광학 시스템은 직렬로 배열되며 독립적으로 펄스 레이저 빔의 선택된 펄스들을 택하고 그것들을 본 발명에 따른 각각의 레이저 치료 장치로 향하게 하도록 선택적으로 동작 가능한 복수의 광학 변조기들을 포함할 수 있다. In another variant of the invention, therefore, a beam multiplexing technique can be used to split a single pulsed laser beam between multiple treatment areas. An optical system connected to a therapeutic laser with a high-speed pulse repetition rate is arranged in series and a plurality of optical modulators selectively operable to independently take selected pulses of the pulsed laser beam and direct them to each laser treatment device according to the present invention. Can include.

본 발명의 제 17 양상에 따르면, 그러므로 피부과 레이저 치료 설비가 제공되고 있으며, 상기 피부과 레이저 치료 설비는 적어도 30Hz의 펄스 반복률을 가진 레이저 광의 빔을 생성하도록 동작 가능한 펄스 치료 레이저; 복수(n)의 별개의 치료 면적들; 각각의 치료 면적에서의 레이저 치료 장치로서, 각각의 레이저 치료 장치는 치료될 피험체의 피부의 면적에 걸쳐 2mm 미만의 스팟 크기를 가진 치료 레이저 빔을 스캔하기 위한 빔 스캐너를 포함하는 워크 헤드 및 광학 입력을 포함하는, 상기 레이저 치료 장치; 및 각각의 레이저 치료 장치의 광학 입력에 펄스 치료 레이저를 연결하기 위한 광학 시스템을 포함하며; 상기 광학 시스템은 직렬로 배열되며, 레이저 치료 장치 중 상이한 것들로 연속 펄스들을 차례로 조향하도록 선택적으로 동작 가능한 광학 변조기들의 치료 면적들의 수와 동일한 복수(n)를 포함하고, 각각의 광학 변조기가 매 n번째 펄스를 택한다. According to a seventeenth aspect of the present invention, therefore, a dermatological laser treatment facility is provided, the dermatological laser treatment facility comprising: a pulse treatment laser operable to generate a beam of laser light having a pulse repetition rate of at least 30 Hz; A plurality (n) of distinct treatment areas; A laser treatment device at each treatment area, each laser treatment device comprising a beam scanner for scanning a treatment laser beam with a spot size of less than 2 mm over an area of the skin of the subject to be treated and an optical The laser treatment device comprising an input; And an optical system for coupling the pulsed therapy laser to the optical input of each laser therapy device; The optical system is arranged in series and includes a plurality (n) equal to the number of treatment areas of optical modulators selectively operable to sequentially steer successive pulses with different ones of the laser treatment devices, each optical modulator being every n Take the second pulse.

광학 변조기들의 예들은 포켈 셀들, 고속 갈보 미러들, 회전 다각형 스캐너들 및 기술분야의 숙련자들에게 알려진 다른 것들을 포함한다.Examples of optical modulators include Pockel cells, high speed galvo mirrors, rotating polygon scanners and others known to those skilled in the art.

이러한 방식으로, 고 펄스 반복률을 가진 단일 펄스 치료 레이저는 반복적으로 최대 레이저 치료 장치의 수와 같은 연속 펄스들의 수까지 연속 펄스들을 레이저 치료 장치 중 상이한 것들로 선택적으로 향하게 함으로써 복수의 상이한 레이저 치료 장치로 레이저 광의 분할되지 않은 빔의 펄스들을 공급하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 각각의 치료 장치는 치료 장치의 수로 나눈 펄스 치료 레이저의 원래 주파수와 동일한 주파수로 펄스 레이저 광을 선택적으로 수신할 수 있다. 예를 들어, 레이저가 3개의 치료 장치를 공급하기 위해 사용된다면, 각각의 치료 장치를 위한 이용 가능한 펄스 반복률은 치료 레이저의 펄스 주파수의 1/3과 같다. 이러한 이유로, 가능한 빠른, 바람직하게는 100Hz를 초과하고, 바람직하게는 200Hz를 초과하며 더 바람직하게는 500Hz보다 큰 펄스 반복률을 가진 치료 레이저를 사용하는 것이 바람직하다. 몇몇 실시예들에서, 1000Hz 이상의 펄스 반복률이 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 최대 2000Hz, 4000Hz 또는 심지어 6000Hz까지의 펄스 반복률이 단일 레이저 빔을 사용하여 다수의 피험체들을 동시에 치료하기 위한 치료 횟수들을 최소화하기 위해 사용될 수 있다. In this way, a single pulse therapy laser with a high pulse repetition rate can be repeatedly directed to a plurality of different laser therapy devices by selectively directing continuous pulses to different ones of the laser therapy devices up to the number of continuous pulses equal to the maximum number of laser treatment devices It can be used to supply pulses of an undivided beam of laser light. Thus, each treatment device can selectively receive the pulsed laser light at a frequency equal to the original frequency of the pulsed treatment laser divided by the number of treatment devices. For example, if a laser is used to supply three treatment devices, the available pulse repetition rate for each treatment device is equal to 1/3 of the pulse frequency of the treatment laser. For this reason, it is desirable to use a therapeutic laser with a pulse repetition rate as fast as possible, preferably in excess of 100 Hz, preferably in excess of 200 Hz and more preferably in excess of 500 Hz. In some embodiments, a pulse repetition rate of 1000 Hz or higher may be used. In some embodiments, a pulse repetition rate of up to 2000 Hz, 4000 Hz or even 6000 Hz may be used to minimize the number of treatments to simultaneously treat multiple subjects using a single laser beam.

레이저 빔의 펄스들은 단지 연관된 광학 변조기가 구동될 때 주어진 레이저 치료 장치로 지향된다는 것이 이해될 것이다. 광학 변조기가 구동되지 않는다면, 에너지의 펄스들은 그것들이 상기 목적을 위해 제공된 적절한 빔 덤프에 수신될 때까지 광학 시스템 내에서 계속된다. It will be appreciated that the pulses of the laser beam are directed only to a given laser treatment device when the associated optical modulator is driven. If the optical modulator is not driven, pulses of energy continue within the optical system until they are received in a suitable beam dump provided for this purpose.

대안적으로, 펄스들은 계속해서 상이한 치료 면적들로 지향될 수 있지만, 부가적인 광학 커플러는 각각의 면적에서 치료를 위해 요구되는 펄스들을 변조하기 위해 각각의 면적에서 직렬로 부가될 수 있다. Alternatively, pulses may continue to be directed to different treatment areas, but an additional optical coupler may be added in series at each area to modulate the pulses required for treatment at each area.

상기 설명된 바와 같이, 각각의 펄스는 약 1 내지 100mJ의 에너지를 가져야 한다. 적절하게는, 각각의 레이저 치료 장치에서 수신된 펄스들은 약 0.5 내지 10 J/cm2의 범위에서 표피 깊이에서의 플루엔스를 제공하기 위해 산출되는 펄스 지속기간에 대해 각각의 빔 스캐너에 의해 추가로 변조될 수 있다. 적절한 펄스 지속 기간들, 스팟 크기들 및 강도들이 상기 설명된다. As explained above, each pulse should have an energy of about 1-100 mJ. Suitably, the pulses received at each laser treatment device are further modulated by each beam scanner for a pulse duration calculated to provide fluence at the depth of the skin in the range of about 0.5-10 J/cm2. Can be. Appropriate pulse durations, spot sizes and intensities are described above.

사람의 피부 상에서의 사용을 위한 레이저 치료 장치는 예를 들어, 치료될 피부의 면적에 입사된 레이저 빔의 파워 및/또는 위치를 포함하여, 상기 설명된 바와 같이 요구된 동작 파라미터들 내에서 신뢰 가능하고 일관적으로 동작할 것이라는 것을 보장하는 것이 중요함을 이해할 것이다. 이를 위해, 본 발명의 레이저 치료 장치는 레이저 빔 및/또는 워크 헤드의 하나 이상의 물리적 및/또는 동작 특성들을 테스트하기 위해 하나 이상의 센서들을 통합하는 테스트 장치를 포함할 수 있다. Laser treatment devices for use on human skin are reliable within the required operating parameters as described above, including, for example, the power and/or position of the laser beam incident on the area of the skin to be treated. You will understand the importance of ensuring that it will work and work consistently. To this end, the laser treatment apparatus of the present invention may comprise a test apparatus incorporating one or more sensors to test one or more physical and/or operational characteristics of the laser beam and/or work head.

적절하게는, 테스트 장치는 워크 헤드와 맞물리도록 구성되는 워크 헤드 체결 부분 및 상기 워크 헤드 체결 부분으로부터 이격된 위치에서 지지 구조에 고정되는 적어도 하나의 센서를 포함한 지지 구조를 포함할 수 있다. 적절하게는, 센서(들)는 워크 헤드가 워크 헤드 체결 부분에 맞물릴 때, 센서들과 워크 헤드 간의 거리가 레이저 치료 장치가 사용 중일 때 워크 헤드와 피부 간의 거리와 대체로 동일하도록 지지 구조에 고정될 수 있다. 이러한 방식으로, 센서(들)는 레이저 치료 장치가 사용 중일 때 피부의 평면에 광학적으로 상응하는 평면에 위치될 수 있다. 상기 설명된 바와 같이, 워크 헤드는 떼어낼 수 있는 스페이서로의 연결을 위해 적응될 수 있다. 워크 헤드는 그러므로 스페이서 체결 부분을 포함할 수 있다. 지지 구조의 워크 헤드 체결 부분은 워크 헤드의 스페이서 체결 부분과 해제 가능한 체결을 위해 구성될 수 있다. Suitably, the test apparatus may include a support structure including a work head fastening portion configured to engage the work head and at least one sensor fixed to the support structure at a position spaced apart from the work head fastening portion. Suitably, the sensor(s) are fixed to the support structure so that when the work head is engaged with the work head fastening portion, the distance between the sensors and the work head is approximately equal to the distance between the work head and the skin when the laser treatment device is in use. Can be. In this way, the sensor(s) can be positioned in a plane optically corresponding to the plane of the skin when the laser treatment device is in use. As explained above, the work head can be adapted for connection to a removable spacer. The work head can therefore comprise a spacer fastening portion. The work head fastening portion of the support structure may be configured for releasable fastening with the spacer fastening portion of the work head.

유리하게는, 지지 구조는 워크 헤드 체결 부분과 적어도 하나의 센서 사이에 개재된 천공성 분리기 판을 포함할 수 있다. 분리기 판은 그것을 통해 연장되는 하나 이상의 홀들을 갖고 형성될 수 있다. 분리기 판의 나머지는 워크 헤드에 의해 방출된 레이저 광에 불투명할 수 있다. 하나 이상의 홀들은 워크 헤드 체결 부분에 대하여 알려진 위치들에서 분리기 판에 형성될 수 있다. 따라서, 분리기 판은 정확한 위치에서 지지 구조에 적절하게 고정된다. 분리기 판은 그러므로 워크 헤드에서 레이저 빔 스캐너의 섭동을 검출하기 위해 사용될 수 있다. 테스트 모드에서, 빔 스캐너는 빔 스캐너가 어긋나 돌아다니지 않으며 빔 스캐너가 예상대로 동작한다는 것을 보장하기 위해 하나 이상의 홀들을 통해 레이저 빔을 조향하도록 동작될 수 있다. 하나 이상의 광 센서들은 하나 이상의 홀들을 정확하게 통과하는 광을 검출하기 위해 워크 헤드 체결 부분으로부터 분리기 판의 반대 측면 상에서의 지지 구조상에 제공된다. Advantageously, the support structure may comprise a perforated separator plate interposed between the work head fastening portion and at least one sensor. The separator plate may be formed with one or more holes extending therethrough. The rest of the separator plate may be opaque to the laser light emitted by the work head. One or more holes may be formed in the separator plate at known positions relative to the work head fastening portion. Thus, the separator plate is properly fixed to the support structure in the correct position. The separator plate can therefore be used to detect the perturbation of the laser beam scanner at the work head. In the test mode, the beam scanner may be operated to steer the laser beam through one or more holes to ensure that the beam scanner does not stray and the beam scanner operates as expected. One or more optical sensors are provided on the support structure on the opposite side of the separator plate from the work head fastening portion to detect light passing through the one or more holes accurately.

몇몇 실시예들에서, 레이저 빔의 위치 및 파워를 측정할 수 있는 이 기술분야의 숙련자들에게 이용 가능한 종류의 위치 감응 검출기는 천공형 분리기 판 대신에 또는 그 외에 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 분리기 판은 빔의 분기를 감안하기 위해 상이한 크기들의 복수의 홀들을 갖고 형성될 수 있다. 하나 이상의 센서들은 워크 헤드에 의해 방출된 레이저 빔의 파워를 측정하기 위해 대응하는 수의 파워 센서들을 포함할 수 있으며, 각각의 파워 센서는 홀들의 각각의 것과 연관된다. 상이한 크기들의 홀들은 각각의 파워 센서들에 의해 측정될 상이한 파워 레벨들을 야기할 것이라는 것이 이해될 것이다. In some embodiments, a position sensitive detector of the kind available to those skilled in the art capable of measuring the position and power of a laser beam may be used in place of or in addition to a perforated separator plate. In some embodiments, the separator plate may be formed with a plurality of holes of different sizes to allow for divergence of the beam. The one or more sensors may include a corresponding number of power sensors to measure the power of the laser beam emitted by the work head, each power sensor associated with a respective one of the holes. It will be appreciated that holes of different sizes will cause different power levels to be measured by the respective power sensors.

적절하게는, 지지 구조는 테스트 장치에 레이저 빔의 광학 경로를 적응시키기 위해 하나 이상의 센서들과 워크 헤드 체결 부분 사이에서 하나 이상의 렌즈들을 지지할 수 있다. 적어도 하나의 렌즈는 분리기 판과 워크 헤드 체결 부분 사이에 위치될 수 있다. Suitably, the support structure may support one or more lenses between the one or more sensors and the work head fastening portion to adapt the optical path of the laser beam to the test apparatus. At least one lens may be positioned between the separator plate and the work head fastening portion.

편리하게는, 테스트 장치의 지지 구조는 그것이 사용 중이지 않을 때 워크 헤드를 착탈 가능하게 유지하기 위한 홀더를 포함할 수 있다. Conveniently, the support structure of the test device may include a holder for detachably holding the work head when it is not in use.

이어지는 것은 단지 예로서 본 발명의 실시예들의 수반된 도면들을 참조한 설명이다.What follows is a description with reference to the accompanying drawings of embodiments of the present invention by way of example only.

도면들에서:
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 레이저 치료 장치를 포함하는 피부과 레이저 치료 설비의 개략적인 측면도이다.
도 2는 피험체로의 레이저 빔 전달을 위해 관절식 암을 통해 펄스 레이저에 연결되어 도시되는 도 1의 피부과 치료 장치의 광학 경로 및 스캐너 헤드의 개략적인 단면도이다. 워크 헤드는 빔 조향 장치로서 갈바노메트릭 x-y 스캐너를 포함한다. 빔은 그 후 피험체의 피부 상에서 원하는 크기에 도달하기 위해 집속된다.
도 3은 도 1의 피부과 레이저 치료 장치의 수동으로 이동 가능한 스캐너 워크 헤드 형성 부분의 측면도이다.
도 4는 도 3의 워크 헤드의 배면도이다.
도 5는 도 1에서의 시스템의 워크 헤드에서 선택 가능한 상이한 크기들 및 형태들의 다양한 스캐닝 필드들을 도시한다.
도 6은 도 1의 피부과 레이저 치료 장치의 동작의 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 피험체의 피부로부터 문신 또는 다른 착색을 제거하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 8a는 종래의 방법에 따라 치료될 면적의 치료를 예시한다. 도 8b는 본 발명에 따른 스캐닝 필드의 형태/크기 최적화를 예시한다. 도 8a에 도시된 바와 같은 종래의 방법에서, 전형적인 장미-형 문신의 얇은 줄기는 매우 작은 스팟 크기를 요구하고; 정확한 배치를 가진 다수의 스팟들이 전체 줄기를 커버하기 위해 요구된다. 반대로, 본 발명의 스캐닝 방법에서, 스캐닝 필드는 임의의 원하는 형태로 프로그램될 수 있다. 예를 들어, 가늘고 긴 직사각형 스캐닝 필드는 길고, 얇은 문신 라인들을 치료하는데 더 효율적이며 더 빠를 수 있다.
도 9는 상이한 펄스 폭들의 펄스 레이저 광을 사용하여 착색 제거를 위한 요구된 작업 플루엔스(강도)를 결정하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 10은 색소의 다양한 컬러들에 대한 측정된 레이저 삭마 임계 플루엔스 대 펄스 폭의 차트이다. 더 짧은 펄스 폭들은 더 적은 플루엔스를 요구하며, 상이한 컬러들 간의 임계치 차이는 더 작다는 것이 명백하다.
도 11은 저 강도 레이저를 사용하는 종래의 방법과 비교하여 고 강도 레이저를 사용한 본 발명에 따른 다중컬러 문신 제거의 예를 도시한다. 살아있는 돼지 피부 상에서 수행된 제어된 실험에서 실제 제거 결과들을 보여주는 사진들이 묘사된다.
도 12a 및 도 12b는 시간에 걸친 피부 온도 프로필들을 도시한다. 도 12a는 고 에너지 대형 스팟에서 기인한 온도 프로필을 도시한다. 도 12b는 저 에너지 소형 스팟에서 기인한 온도 프로필을 도시한다. 열 확산의 시작은 대형 스팟에 대해 약 10s의 시간 스케일들에서 뚜렷하다. 소형 스팟에 대해, 열의 확산은 약 0.1s 미만 후 뚜렷하다.
도 13은 시간의 함수로서 가열된 조직의 볼륨의 중심에서의 온도를 도시한 차트이다. 1mJ, 0.22mm 스팟에 대한 열 이완 시간(초기 온도 델타의 50%)은 약 0.12s이고; 5mJ, 0.5mm 스팟에 대해, 열 이완 시간은 약 0.7s이며; 500mJ, 5mm 스팟에 대한 열 이완 시간은 약 70s이다.
도 14는 2.5 J/cm2의 주어진 플루엔스에 대한 열 이완 시간 대 펄스 에너지를 도시한 차트이다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명에 따른 치료될 피부의 면적의 래스터 스캐닝 대 인터레이싱을 개략적으로 예시한다. 도 15a는 인접한 라인들 사이에 시간 T를 갖는 표준 래스터 스캐닝을 도시한다. 도 15b는 K 라인들을 건너뛰고 최하부 라인 후 최상부로 돌아감으로써 인터레이싱 스캔을 도시한다. 로우들 간의 시간은 T*K이다.
도 16은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 스캐닝 헤드를 위한 홀더의 단면 측면도이다.
도 17은 도 16의 홀더의 부분을 형성하며 치료 이전에 스캐너, 레이저 및 광학 동조를 테스트할 수 있는 분리기 어셈블리의 확대도이다.
도 18은 테스트 루틴을 수행하기 위해 홀더의 동작을 예시하는 흐름도이다.
도 19는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 치료 의자 위에 배치된 균형 잡힌 관절식 암에 연결된 자동화 스캐닝 워크 헤드의 예시이다.
도 20a는 도 19의 스캐닝 워크 헤드의 밑면의 개략적인 그림이다.
도 20b는 제거될 색소를 가진 피험체의 개략적인 그림을 포함한, 도 19 및 도 20a의 스캐닝 워크 헤드의 측면도이다.
도 21a 내지 도 21e는 본 발명에 따른 이미지 획득, 검증 및 문신-제거 치료 시퀀스의 예를 예시한다. 도 21a에서, 조준 빔은 조작자로의 스캐닝 필드 윤곽(outline)을 나타낸다. 도 21b에서, 치료될 타겟 면적의 컨투어(contour)가 측정되며 스캐닝 파라미터들이 산출된다. 도 21c는 조준 빔 또는 온-스크린 디스플레이를 사용하여 스캐닝 필드/시퀀스의 프리뷰를 예시한다. 도 21d 및 도 21e는 문신-제거 시퀀스를 예시한다.
도 22a 및 도 22b는 달성 가능한 스캐닝 필드에 대한 토포그래피의 효과를 예시한다. 도 22a에서 평면 타겟이 도시되며 스캐너 헤드의 전체 스캐닝 필드가 사용될 수 있다. 도 22b에서, 비-평면 타겟은 액세스 가능한 스캐닝 필드를 감소시킨다. 구형 토폴로지가 단순성을 위해 도시된다.
도 23은 달성 가능한 스캐닝 필드보다 큰 치료될 색소 면적의 치료를 개략적으로 예시한다. 스티칭 알고리즘이 중첩하는 치료되지 않은 면적들의 패턴 인식을 사용하여 복수의 스캐닝 세그먼트들에서 전체 면적을 치료하기 위해 사용된다.
도 24는 스캐너 헤드를 갖고 장착된 6-축 로봇의 투시도이다.
도 25는 단일 치료 레이저로부터의 단일 펄스 레이저 빔이 복수의(이 경우에 2) 상이한 치료 면적들 사이에서 선택적으로 토글링될 수 있는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 피부과 치료 설비의 개략도이다.
도 26은 단일 고-에너지 펄스 치료 레이저 빔이 복수의 상이한 치료 면적들로 나뉘며 동시에 조향되는 본 발명의 제 5 양상에 따른 피부과 치료 설비의 개략도이다.
도 27은 단일 고 주파수(펄스 반복률) 펄스 치료 레이저 빔이 펄스-피킹에 의해 동시에 복수의 별개의 룸들로 다중화되는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 피부과 치료 설비의 개략도이다.
도 28은 도 27의 피부과 치료 설비에서 사용된 펄스-피킹을 위한 타이밍 도이다.
도 29은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 피부과 레이저 치료 장치의 전기 및 전자 구성요소들 및 연결성의 개략도이다.
In the drawings:
1 is a schematic side view of a dermatological laser treatment facility including a laser treatment device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an optical path and a scanner head of the dermatological treatment apparatus of FIG. 1 shown connected to a pulsed laser through an articulated arm for delivery of a laser beam to a subject. The work head includes a galvanometric xy scanner as a beam steering device. The beam is then focused to reach the desired size on the subject's skin.
3 is a side view of a manually movable scanner work head forming part of the dermatological laser treatment apparatus of FIG. 1.
4 is a rear view of the work head of FIG. 3.
5 shows various scanning fields of different sizes and shapes selectable in the work head of the system in FIG. 1.
6 is a flowchart of the operation of the dermatological laser treatment apparatus of FIG. 1.
7 is a flow chart of a method for removing tattoos or other pigmentation from the skin of a subject according to the present invention.
8A illustrates treatment of an area to be treated according to a conventional method. 8B illustrates optimization of the shape/size of a scanning field according to the present invention. In the conventional method as shown in Fig. 8A, the thin stem of a typical rose-shaped tattoo requires a very small spot size; Multiple spots with correct placement are required to cover the entire stem. Conversely, in the scanning method of the present invention, the scanning field can be programmed into any desired shape. For example, an elongated rectangular scanning field can be more efficient and faster to treat long, thin tattoo lines.
9 is a flow diagram of a method for determining the required working fluence (intensity) for pigmentation removal using pulsed laser light of different pulse widths.
10 is a chart of measured laser ablation critical fluence versus pulse width for various colors of the pigment. It is clear that shorter pulse widths require less fluence, and the threshold difference between different colors is smaller.
11 shows an example of a multicolor tattoo removal according to the invention using a high intensity laser compared to a conventional method using a low intensity laser. Pictures showing actual removal results from controlled experiments performed on live pig skin are depicted.
12A and 12B show skin temperature profiles over time. 12A shows the temperature profile resulting from the high energy large spot. 12B shows the temperature profile resulting from the low energy small spot. The onset of heat diffusion is evident at time scales of about 10 s for a large spot. For small spots, the diffusion of heat is evident after less than about 0.1 s.
13 is a chart showing the temperature at the center of the volume of heated tissue as a function of time. The thermal relaxation time (50% of the initial temperature delta) for a 1 mJ, 0.22 mm spot is about 0.12 s; For a 5mJ, 0.5mm spot, the heat relaxation time is about 0.7s; The heat relaxation time for a 500mJ, 5mm spot is about 70s.
14 is a chart plotting thermal relaxation time versus pulse energy for a given fluence of 2.5 J/cm2.
15A and 15B schematically illustrate raster scanning versus interlacing of the area of the skin to be treated according to the present invention. 15A shows standard raster scanning with a time T between adjacent lines. 15B shows the interlacing scan by skipping the K lines and going back to the top after the bottom line. The time between rows is T*K.
16 is a cross-sectional side view of a holder for a scanning head according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 17 is an enlarged view of a separator assembly forming part of the holder of FIG. 16 and capable of testing the scanner, laser and optical tuning prior to treatment.
18 is a flow chart illustrating the operation of a holder to perform a test routine.
19 is an illustration of an automated scanning workhead connected to a balanced articulating arm disposed on a treatment chair according to a third embodiment of the present invention.
20A is a schematic illustration of a bottom surface of the scanning workhead of FIG. 19.
FIG. 20B is a side view of the scanning workhead of FIGS. 19 and 20A, including a schematic illustration of the subject having the pigment to be removed.
21A-21E illustrate an example of an image acquisition, verification and tattoo-removal treatment sequence according to the present invention. In Fig. 21A, the aiming beam represents the scanning field outline to the operator. In Fig. 21B, the contour of the target area to be treated is measured and scanning parameters are calculated. 21C illustrates a preview of a scanning field/sequence using an aiming beam or an on-screen display. 21D and 21E illustrate a tattoo-removal sequence.
22A and 22B illustrate the effect of topography on the achievable scanning field. A planar target is shown in FIG. 22A and the entire scanning field of the scanner head can be used. In Fig. 22B, the non-planar target reduces the accessible scanning field. A spherical topology is shown for simplicity.
23 schematically illustrates the treatment of a pigmented area to be treated that is larger than the achievable scanning field. A stitching algorithm is used to treat the entire area in a plurality of scanning segments using pattern recognition of overlapping untreated areas.
24 is a perspective view of a 6-axis robot mounted with a scanner head.
25 is a schematic diagram of a dermatological treatment installation according to a fourth embodiment of the present invention in which a single pulsed laser beam from a single treatment laser can be selectively toggled between a plurality (in this case 2) different treatment areas.
26 is a schematic diagram of a dermatological treatment facility according to a fifth aspect of the present invention in which a single high-energy pulsed treatment laser beam is divided into a plurality of different treatment areas and steered simultaneously.
Fig. 27 is a schematic diagram of a dermatological treatment facility according to a sixth embodiment of the present invention in which a single high frequency (pulse repetition rate) pulse treatment laser beam is multiplexed into a plurality of separate rooms simultaneously by pulse-peaking.
28 is a timing diagram for pulse-picking used in the dermatological treatment facility of FIG. 27;
29 is a schematic diagram of electrical and electronic components and connectivity of the dermatological laser treatment apparatus according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1.

예 1Example 1

첨부된 도면들의 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부과 치료 설비를 개략적으로 도시한다. 설비는 분할 벽(21)에 의해 분리된 두 개의 인접한 룸들(12, 13)에서 제공된다. 룸들 중 하나(12)는 치료실이고; 다른 것은 제 1 및 제 2 치료 레이저들(1, 2)을 하우징한 레이저 실(13)이다. 본 실시예에서, 제 1 레이저(1)는 초-단 펄스들을 생성하는 800nm Ti:사파이어 레이저이며, 제 2 레이저(2)는 1064 및 532nm Nd:YAG 레이저이다. Ti 사파이어 레이저는 1Khz 펄스 반복률에서의 1 내지 10 밀리줄(millijoule) 에너지들을 갖고, 100 내지 30,000 펨토초 펄스들을 방출한다. Nd-Yag 레이저는 유사한 에너지들 및 500Hz 펄스 반복률들에서 나노초 이하 펄스들을 방출한다. 상이한 레이저들이 본 발명의 다른 실시예들에서 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 조준 빔(5)은 치료될 피험체의 피부의 면적 위의 정확한 위치에서 이하에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이 워크 헤드(4)를 위치시키도록 돕기 위해 이하에서 설명되는 바와 같이 치료 레이저들(1, 2)에 광학적으로 결합된다. 파워 및 제어 유닛(6)이 제공되며, 이것은 시스템 동작을 위해 컴퓨터, 전원 공급 장치 및 전용 제어기들을 포함한다. 1 of the accompanying drawings schematically shows a dermatological treatment facility according to an embodiment of the present invention. The equipment is provided in two adjacent rooms 12 and 13 separated by a dividing wall 21. One of the rooms 12 is a treatment room; Another is a laser chamber 13 housing the first and second treatment lasers 1 and 2. In this embodiment, the first laser 1 is an 800 nm Ti:sapphire laser generating ultra-short pulses, and the second laser 2 is a 1064 and 532 nm Nd:YAG laser. The Ti sapphire laser has 1 to 10 millijoule energies at 1 Khz pulse repetition rate and emits 100 to 30,000 femtosecond pulses. The Nd-Yag laser emits sub-nanosecond pulses at similar energies and 500 Hz pulse repetition rates. It will be appreciated that different lasers may be used in other embodiments of the present invention. The aiming beam 5 is the treatment lasers 1 as described below in order to assist in positioning the work head 4 as described in more detail below at a precise location above the area of the skin of the subject to be treated. , Optically coupled to 2). A power and control unit 6 is provided, which includes a computer, a power supply and dedicated controllers for system operation.

레이저 실(13)은 레이저들(1, 2)에 대한 최적의 조건들이 유지됨을 보장한다. 치료실(12)은 단지 조작자 및 피험체-액세스 가능한 장비만을 포함한다. The laser chamber 13 ensures that optimum conditions for the lasers 1 and 2 are maintained. The treatment room 12 contains only operator and subject-accessible equipment.

제 1 및 제 2 치료 레이저들(1, 2)의 각각은 분할 벽(21)을 통해 레이저들(1, 2)에 의해 생성된 레이저 빔들(11)을 그것들이 본 발명에 따른 피부과 치료 장치를 포함한 워크 스테이션(25)으로 공급되는 치료실(12)로 향하게 하기 위해 광학 시스템(22)에 연결되는 레이저 출력(23)을 갖는다. 광학 시스템(22)은 이 기술분야의 숙련자들에게 알려진(이하에서 설명되는) 미러 렌즈들 및 다른 광학 구성요소들의 임의의 적절한 배열일 수 있으며 그것이 분할 벽(21)을 통과하는 보호 도관에 수용된다. Each of the first and second treatment lasers 1, 2 transmits the laser beams 11 generated by the lasers 1, 2 through the dividing wall 21 and they form the dermatological treatment apparatus according to the present invention. It has a laser output 23 that is connected to an optical system 22 for directing to a treatment room 12 that is fed to the containing work station 25. The optical system 22 may be any suitable arrangement of mirror lenses and other optical components known to those skilled in the art (described below) and it is housed in a protective conduit through the dividing wall 21. .

치료실(12)에서, 워크 스테이션(25)에 인접하여, 치료될 피험체(도시되지 않음)을 위한 치료 의자(10)가 제공되고 있다. In the treatment room 12, adjacent to the work station 25, a treatment chair 10 is provided for a subject (not shown) to be treated.

워크 스테이션(25)은 콘솔(7) 및 안정성을 위해 치료실(12)의 벽 또는 바닥에 고정되는 관절식 암(3)을 포함한다. 관절식 암(3)은 그것의 자유 단부에서 상기 언급된 워크 헤드(4)를 운반한다. 관절식 암(3)은 특정한 볼륨의 치료실에서의 임의의 포인트에서 치료 레이저 빔들 및 조준 빔을 워크 헤드(4) 상에서의 광학 입력으로 선택적으로 향하게 할 수 있다(미러들 및 접합부 어셈블리를 사용함으로써).The work station 25 includes a console 7 and an articulating arm 3 that is fixed to the wall or floor of the treatment room 12 for stability. The articulating arm 3 carries the aforementioned work head 4 at its free end. Articulated arm 3 can selectively direct therapeutic laser beams and aiming beams to optical inputs on work head 4 at any point in the treatment room of a specific volume (by using mirrors and abutment assembly). .

워크 스테이션(25)은 레이저 출력을 제어하기 위해 풋 페달(8)에 연결된다.The work station 25 is connected to the foot pedal 8 to control the laser power.

도 2를 참조하면, 치료 레이저(31)(이전에, 도 1에서 레이저들(1 및 2)로 참조됨)는 전용 제어기(44)에 의해 제어된다. 명료함을 위해, 단지 하나의 치료 레이저(1)만이 묘사되지만, 제 2 레이저(2)의 배열은 유사하다. 각각의 치료 레이저 출력(31)은 빔 샘플러(35)(또한, 이 실시예에서 조준 빔 커플러로서 작용하는)를 사용하여 작은 퍼센티지의 빔(42)을 샘플링하도록 동작 가능한 고속 검출기(32)에 의해 실시간으로 모니터링된다. 제어기(44)는 치료 레이저의 출력이 최대 또는 최소 펄스 에너지로부터 벗어난 경우에 레이저 파워를 멈추며 셔터(33)를 자동으로 닫도록 구성된다. Referring to FIG. 2, the treatment laser 31 (previously referred to as lasers 1 and 2 in FIG. 1) is controlled by a dedicated controller 44. For clarity, only one treatment laser 1 is depicted, but the arrangement of the second laser 2 is similar. Each treatment laser output 31 is driven by a high-speed detector 32 operable to sample a small percentage of the beam 42 using a beam sampler 35 (also acting as a collimating beam coupler in this embodiment). It is monitored in real time. The controller 44 is configured to stop the laser power and automatically close the shutter 33 when the output of the treatment laser deviates from the maximum or minimum pulse energy.

조준 빔(34)은 커플링 미러(35)에 의해 치료 레이저 빔 광학 경로에 결합된다. 빔 경로는 그 후 시스템의 나머지를 통한 전파를 위해 빔 확대기(36)를 통해 이동한다. 관절식 암(43)을 통해 이동할 때, 빔들 모두가 워크 헤드(37)에 도착한다. The aiming beam 34 is coupled to the therapeutic laser beam optical path by means of a coupling mirror 35. The beam path then travels through the beam expander 36 for propagation through the rest of the system. When moving through the articulated arm 43, all of the beams arrive at the work head 37.

워크 헤드(37)는 떼어낼 수 있는 스페이서(38) 및 갈바노메트릭 스캐너(41)를 포함한다. 사용 시, 레이저 빔은 렌즈들(39)을 통과하기 위해 전동식 미러들(40)에 의해 피험체의 피부로 지향되는 갈바노메트릭 스캐너(41)로 이동한다. 스페이서(38)는 워크 헤드로부터 멀리 연장되며 피험체의 피부를 접촉하기 위해 평활한 원위 단부에서 종단된다. 스캐너 갈바노메트릭 미러들(40)은 빔이 비스듬히 초점 렌즈 어셈블리(39)에 도착하도록 회전된다. 이러한 각도는 초점 렌즈 어셈블리를 통해 피험체의 피부 상에서의 위치로 변환된다. 렌즈들은 피부의 표면상에 원하는 스팟 크기를 생성하며, 이것은 요구된 플루엔스를 달성하기 위해 조작자에 의해 리사이징될 수 있다. 본 실시예에서, 0.7mm의 스팟 크기는 4 J/cm2 플루엔스를 위해 사용되지만, 약 2mm 미만, 바람직하게는 약 1mm 미만의 임의의 스팟 크기가 사용될 수 있다는 것이 이 기술분야의 숙련자들에 의해 이해될 것이며, 플루엔스는 약 0.5 내지 50 J/cm2, 바람직하게는 약 1 내지 30 J/cm2의 범위에 있다. 스캐너(41)는 그 후 조정 가능한 크기 및 형태의 스캐닝 필드 내에서 피부에 걸쳐 스팟을 조향시킨다. 인접한 스팟들 간의 거리는 구성 가능하며 통상적으로 약 0.1mm 미만이다. 몇몇 대안적인 실시예들에서, 가우스 프로필을 가진 중첩 스팟들이 사용될 수 있다. 중첩의 양은 통상적으로 약 0.1mm일 수 있다. 상이한 선택 가능한 직사각형 스캐닝 필드들이 예로서 도 5에 도시된다. 특히, 본 실시예에서, 갈바노메트릭 스캐너(41)는 길이 및/또는 폭에서 약 1mm 내지 약 10mm의 구성 가능한 직사각형을 스캔하도록 동작 가능하다. 다른 실시예들에서, 스캐닝 필드는 스캐너(41)의 제한들 내에서 임의의 미리 결정된 또는 임의의 형태를 가질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 피험체의 피부의 면적까지의 거리는 스페이서(38)에 의해 결정될 수 있다. The work head 37 includes a removable spacer 38 and a galvanometric scanner 41. In use, the laser beam travels to a galvanometric scanner 41 that is directed to the subject's skin by motorized mirrors 40 to pass through the lenses 39. The spacer 38 extends away from the work head and terminates at the smooth distal end to contact the subject's skin. The scanner galvanometric mirrors 40 are rotated so that the beam arrives at the focus lens assembly 39 at an angle. This angle is converted to a position on the subject's skin through the focus lens assembly. The lenses create the desired spot size on the surface of the skin, which can be resized by the operator to achieve the required fluence. In this example, a spot size of 0.7 mm is used for a 4 J/cm2 fluence, but it is by those skilled in the art that any spot size of less than about 2 mm, preferably less than about 1 mm can be used. As will be appreciated, the fluence is in the range of about 0.5 to 50 J/cm2, preferably about 1 to 30 J/cm2. The scanner 41 then steers the spot across the skin within a scanning field of adjustable size and shape. The distance between adjacent spots is configurable and is typically less than about 0.1 mm. In some alternative embodiments, overlapping spots with a Gaussian profile may be used. The amount of overlap can typically be about 0.1 mm. Different selectable rectangular scanning fields are shown in FIG. 5 by way of example. In particular, in this embodiment, the galvanometric scanner 41 is operable to scan a configurable rectangle of about 1 mm to about 10 mm in length and/or width. It will be appreciated that in other embodiments, the scanning field may have any predetermined or arbitrary shape within the limits of the scanner 41. The distance to the area of the subject's skin may be determined by the spacer 38.

워크 헤드는 또한 모션 센서(26)를 포함한다. 메인 레이저의 동작 동안, 모션 센서가 미리 정의된 임계치를 넘는 모션을 검출한다면, 그것은 메인 레이저를 즉시 정지시키도록 제어 유닛(6)에 시그널링한다. 이것은 의도되지 않은 또는 제어되지 않은 레이징을 방지하도록 돕는다. The work head also includes a motion sensor 26. During operation of the main laser, if the motion sensor detects motion above a predefined threshold, it signals the control unit 6 to stop the main laser immediately. This helps to prevent unintended or uncontrolled lasing.

워크 헤드(37)는 스캐닝 필드 크기 선택기 노브(14), 조준 빔(34)을 활성화하기 위한 윤곽 스위치(15), 표시 조명(19) 및 교체 가능한 스페이서(18)(도 2에서 38)를 포함하는 인체 공학적, 플라스틱 어셈블리로서 설계되는 도 3 및 도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이 외부 셸(20)을 포함한다. The work head 37 includes a scanning field size selector knob 14, a contour switch 15 for activating the aiming beam 34, an indicator light 19 and a replaceable spacer 18 (38 in Fig. 2). It includes an outer shell 20 as best shown in FIGS. 3 and 4 which is designed as an ergonomic, plastic assembly.

스캐너 미러들은 다양한 종횡비들을 갖고 범위가 1 내지 10mm에 이르는 크기들에서 미리 정의된 직사각형들(도 5, 45 내지 54)의 세트 중 하나를 스캔하도록 프로그램될 수 있다. 각각의 직사각형은 필드 선택기 노브(14)의 특정 설정에 대응한다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 스캐너 미러들은 직사각형들이 아닌 다른 상이한 크기들 및/또는 형태들의 스캐닝 필드들, 예컨대 원형 스캐닝 필드들을 생성하도록 동작 가능할 수 있다.The scanner mirrors have various aspect ratios and can be programmed to scan one of a set of predefined rectangles (FIGS. 5, 45-54) in sizes ranging from 1 to 10 mm. Each rectangle corresponds to a specific setting of the field selector knob 14. In other embodiments of the present invention, the scanner mirrors may be operable to create scanning fields of different sizes and/or shapes other than rectangles, such as circular scanning fields.

도 29에서 가장 잘 보여지는 바와 같이, 제어기 유닛(6)은 파워 라인들(401)을 가진 전원 공급 장치(401), 소프트웨어 및 데이터(404)를 저장하기 위한 메모리를 가진 프로세서(402), 및 실시간 제어기(405), 및 프로그램 가능한 논리 디바이스(403)를 포함한다. 조합하여, 이것들은 수용 가능한 중복성을 갖고 시스템의 평활하고 안전한 동작을 보장한다. 신호들 및 데이터는 파워 및 데이터 라인들(411)을 통해 도시된 바와 같이 다양한 시스템 구성요소들(1, 2, 5, 4, 37 등)에 연결된다. 실시간 제어기(405) 및 프로세서(402)는 디지털 스캐너 제어기(406)와 통신하며, 결과적으로 유사한 스캐너 구동기(407)를 동작시킨다. 이것들은 워크 헤드(37)에서 갈보 미러 스캐너(41)로 파워 및 제어 양쪽 모두를 공급한다. 명료함을 위해, 많은 연결들 및 세부사항들은 생략되었다. As best seen in FIG. 29, the controller unit 6 includes a power supply 401 with power lines 401, a processor 402 with a memory for storing software and data 404, and A real-time controller 405, and a programmable logic device 403. In combination, they have acceptable redundancy and ensure smooth and safe operation of the system. Signals and data are connected to various system components (1, 2, 5, 4, 37, etc.) as shown via power and data lines 411. The real-time controller 405 and processor 402 communicate with the digital scanner controller 406 and consequently operate a similar scanner driver 407. These supply both power and control from the work head 37 to the galvo mirror scanner 41. For clarity, many connections and details have been omitted.

시스템은 도 6의 다이어그램에 묘사된 논리를 따른다. 파워 업(61) 동안, 유휴 상태(62)에 앞서, 여러 안전 점검들이 수행된다. 일단 윤곽 스위치(15)가 조작자에 의해 스위칭 온되면, 시스템은 윤곽 모드(63)로 이동한다. 시스템은 윤곽 모드에 남아있어서, 윤곽 스위치(15)가 턴 오프될 때까지 또는 풋 페달(8)이 눌려질 때까지, 조준 빔(34)으로 직사각형 윤곽(즉, 45 내지 54 중 하나)을 계속해서 스캔한다. 풋 페달이 눌려지면, 메인 레이저는 턴 온되며 레이저 광의 펄스들이 전체 스캔 모드(64)에서 직사각형 스캐닝 면적에 걸쳐 스캔된다. 일단 전체 면적이 레이저 펄스들에 의해 조사되었다면, 레이저는 스위치 오프되며 시스템은 윤곽 모드(63)로 돌아간다. The system follows the logic depicted in the diagram of FIG. 6. During power up 61, prior to the idle state 62, several safety checks are performed. Once the contour switch 15 is switched on by the operator, the system moves to contour mode 63. The system remains in contour mode, continuing the rectangular contour (i.e. one of 45 to 54) with the aiming beam 34 until the contour switch 15 is turned off or the foot pedal 8 is depressed. And scan. When the foot pedal is pressed, the main laser is turned on and pulses of laser light are scanned over a rectangular scanning area in the full scan mode 64. Once the entire area has been irradiated by laser pulses, the laser is switched off and the system returns to contour mode 63.

치료의 인가 동안, 조작자는 제거될 색소의 형태 및 크기를 검사한다(70). 일단 조작자가 윤곽 스캔을 턴 온하면, 조준 빔은 그 후 도 7에 도시된 바와 같이 피험체 피부 상에서 현재 선택된 직사각형의 윤곽을 보여준다(73). 이것은 시각적 피드백 및 치료된 면적으로의 스캐너의 정확한 동조를 허용한다. 조작자는 직사각형이 색소 형태 및 크기에 맞고 색소 면적 위에 워크 헤드를 정확히 위치시키도록 필드 선택기를 조정한다(77). 일단 조작자가 설정된 스캐닝 필드 배치가 마음에 든다면, 풋 페달(8)이 눌려지며, 메인 레이저가 그 후 레이저 스팟들 - 각각의 위치에 하나의 스팟 - 로 스캐닝 필드의 전체 면적을 커버함으로써 피험체의 피부를 조사한다(79). 본 실시예에서, 전체 스캔 지속기간은 1초보다 짧으며, 통상적으로 0.5초이다. 전체 스캔 후, 메인 치료 레이저는 스위칭 오프되며 조준 빔(34)은 다시 치료된 면적의 윤곽을 보여준다(81). 치료된 면적들은 보통 펄스 레이저 및 피부 상호작용의 프로스팅 효과로 인해 가시적이다(82). 최적의 결과들을 달성하기 위해, 레이저 설정 포인트는 이하의 예 2에서 설명된 바와 같이 선택된다. During application of the treatment, the operator examines the shape and size of the pigment to be removed (70). Once the operator turns on the contour scan, the aiming beam then shows the currently selected rectangular contour on the subject's skin as shown in FIG. 7 (73). This allows for visual feedback and accurate tuning of the scanner to the treated area. The operator adjusts the field selector so that the rectangle fits the pigment shape and size and accurately positions the work head over the pigment area (77). Once the operator is satisfied with the set scanning field arrangement, the foot pedal 8 is pressed, and the main laser then covers the entire area of the scanning field with laser spots-one spot at each location. The skin of the woman is examined (79). In this embodiment, the total scan duration is less than 1 second, typically 0.5 seconds. After a full scan, the main treatment laser is switched off and the aiming beam 34 again outlines the treated area (81). The treated areas are usually visible due to the frosting effect of the pulsed laser and skin interactions (82). To achieve optimal results, the laser set point is selected as described in Example 2 below.

문신 또는 색소의 다른 면적에 스캐닝 필드 형태를 적응시키는 스루풋 이익은 도 8a 및 도 8b에 도시된 예들을 비교함으로써 이해될 수 있다. 예를 들어, 장미의 줄기와 같은 가늘고 긴 형태를 커버하기 위해, 적절한 직사각형들(86)을 사용하는 것은 5번의 스캔들을 요구한다. 정사각형 또는 원형 형태(85)를 위해, 스캔들의 수는 약 3배 이상이다. 단일 필드 스캔이 매우 빠르므로, 조작자의 배치 프로세스는 총 치료 시간에 대한 주 기여 인자이다. 따라서, 3배보다 적은 필드들은 ~3배 더 빠른 치료 시간으로 변환한다. 예를 들어, 3mm 두께 및 50mm 길이 줄기에 대해, 500Hz 펄스 반복률 및 중첩이 없는 0.6mm 스팟 크기를 사용하여, 우리는 대략 830 스팟들에 도달하며, 이것은 1.7초의 순 스캐닝 시간과 같다. 3×3mm 필드를 사용하여(도 8a 참조), 스캔할 대략 17개의 별개의 필드들이 있다. 약 0.75초의 필드 배치 시간을 가진 잘-훈련된 조작자를 가정하면, 우리는 12.75초의 배치 시간 및 14.45초의 총 치료 시간을 갖는다. 도 8b에 도시된 바와 같이 3×10mm의 직사각형 필드를 사용할 때, 우리는 ~5개 배치들을 가지며, 따라서 총 치료 시간은 5.45초이다. 15와 5초 간의 차이는 치료 세션 동안 엄두도 못낼 정도로 높지 않지만, 복잡한 형태들 및 특징들을 가진 훨씬 더 색소 면적들에 대한 이러한 분석을 반복함으로써, 필드 형태를 최적화함으로써, 치료 시간에서의 엄청난 감소가 달성될 수 있다는 것이 명백하다. 이하의 예 5는 훨씬 더 짧은 치료 시간들을 달성하기 위해 추가로 이러한 개념을 취한다. The throughput benefit of adapting the scanning field shape to different areas of the tattoo or pigment can be understood by comparing the examples shown in Figs. 8A and 8B. Using the appropriate rectangles 86 to cover an elongated shape such as a stem of a rose, for example, requires 5 scans. For a square or circular shape 85, the number of scans is about three times or more. Since the single field scan is very fast, the operator's placement process is the main contributing factor to the total treatment time. Thus, fields less than 3 times convert to ˜3 times faster treatment time. For example, for a 3 mm thick and 50 mm long stem, using a 500 Hz pulse repetition rate and a 0.6 mm spot size with no overlap, we reach approximately 830 spots, which equates to a net scanning time of 1.7 seconds. Using a 3x3mm field (see Fig. 8A), there are approximately 17 distinct fields to scan. Assuming a well-trained operator with a field placement time of about 0.75 seconds, we have a placement time of 12.75 seconds and a total treatment time of 14.45 seconds. When using a rectangular field of 3 x 10 mm as shown in Fig. 8b, we have -5 batches, so the total treatment time is 5.45 seconds. The difference between 15 and 5 seconds is not prohibitively high during the treatment session, but by repeating this analysis for much more pigmented areas with complex shapes and features, by optimizing the field shape, there is a huge reduction in treatment time. It is clear that it can be achieved. Example 5 below takes this concept further to achieve even shorter treatment times.

예 2Example 2

본 발명에 따른 초-단 및 초-고 강도 방사선을 사용하는 것은 매우 컬러 선택적인 선형 흡수를 넘어, 하나의 파장을 가진 여러 컬러들을 제거하는데 유리하다. 새로운 시스템을 설계할 때, 그것은 다중-컬러 착색 제거를 달성하기 위해 적절한 레이저 작업 포인트를 결정해야 한다. 작업 포인트는 플루엔스, 펄스 폭 및 강도를 포함한다. 강도는 다중-컬러 제거를 위해 충분히 높도록 요구되며, 그것은 보통 플루엔스(에너지 밀도) 및 펄스 폭의 조합에 의해 결정된다. 플루엔스는 강도를 지원하기 위해 충분히 높아야 하지만, 과도한 손상을 생성하기 위해 너무 높지 않아야 한다(통상적으로 약 0.5 내지 10 J/cm2). 펄스 폭은 짧아야 하지만 보통 특정 레이저 설계에 의해 제한된다. 바람직한 펄스 폭들은 대략 약 0.5 내지 30 피코초이다. 펄스 에너지는 이하에서 예 3에서 논의된다. 최적의 작업 포인트는 특정 레이저의 파장, 타겟 컬러들(보통, 많을수록 양호하다) 및 특정 레이저 시스템의 이용 가능한 레이저 펄스 폭에 의존한다. 적절한 작업 포인트를 찾기 위해, 우리는 실험실 셋업 시 상이한 잉크 컬러들/피부 색소들의 반응 임계치를 측정한다. 테스트는 각각의 타겟 색소에 대해 반복된다. 테스트 타겟은 젤라틴, 물 및 색소를 혼합함으로써 생성된다. 도 9를 참조하면, 타겟은 그 후 플루엔스들의 세트를 갖고 스캔되며, 여기에서 각각의 플루엔스에 대해, 펄스 폭은 변조된다(사실상 변조 강도). 일단 상호작용이 타겟에서 목격되면(보통 타겟에서의 손상에 따라), 특정 펄스 폭에 대한 임계치 플루엔스가 결정된다. 가장 어려운 손상 컬러에 대해 요구된 최고 강도를 찾음으로써, 우리는 모든 컬러들을 커버하는 요구된 강도에 도달한다. 이 방법에서, 강도 및 플루엔스는 펄스 폭 변조를 통해 독립적으로 테스트되며, 본질적으로 종래 기술의 방법들과 상이하고, 여기에서 플루엔스 및 강도는 펄스 폭이 일정하므로 결합된다는 것이 주의되어야 한다. The use of ultra-short and ultra-high intensity radiation according to the invention is advantageous for removing several colors with one wavelength, beyond very color selective linear absorption. When designing a new system, it must determine an appropriate laser working point to achieve multi-color pigmentation removal. Working points include fluence, pulse width and intensity. The intensity is required to be high enough for multi-color removal, which is usually determined by the combination of fluence (energy density) and pulse width. The fluence should be high enough to support strength, but not too high to create excessive damage (typically about 0.5-10 J/cm 2 ). The pulse width should be short, but is usually limited by the specific laser design. Preferred pulse widths are approximately 0.5 to 30 picoseconds. Pulse energy is discussed in Example 3 below. The optimal working point depends on the wavelength of the particular laser, the target colors (usually more is better) and the available laser pulse width of the particular laser system. To find a suitable working point, we measure the response thresholds of different ink colors/skin pigments in the laboratory setup. The test is repeated for each target pigment. The test target is created by mixing gelatin, water and pigment. Referring to Fig. 9, the target is then scanned with a set of fluences, where for each fluence, the pulse width is modulated (virtually the modulation intensity). Once an interaction is observed at the target (usually depending on the damage at the target), a threshold fluence for a particular pulse width is determined. By finding the highest intensity required for the most difficult damaged color, we reach the required intensity covering all colors. In this method, it should be noted that the intensity and fluence are tested independently via pulse width modulation and are essentially different from prior art methods, where the fluence and intensity are combined since the pulse width is constant.

도 10에서는 실제 실험실 측정 결과를 도시한다. 펄스 폭이 증가함에 따라, 점점 더 많은 플루엔스가 타겟 색소와의 효과적인 상호작용을 위해 요구된다. 상이한 컬러들을 위해 요구된 상이한 플루엔스들의 확산이 또한 상당히 증가한다. 종래 기술의 레이저 시스템들은 통상적으로 >250ps 펄스 폭 및 더 낮은 강도들로 동작한다. 말하자면 ~1 J/cm2의 조직에서 색소 위치에서의 주어진 플루엔스에 대해(도 10에서 참조 번호 100으로 표시됨), 시스템은 예를 들어 녹색 및 흑색을 제거할 수 있지만, 적색 및 황색 컬러들을 제거할 수 없을 것이다. 이것은 황색 및 적색이 상기 펄스 폭에 대해 상당히 더 높은 플루엔스 임계치를 갖기 때문이다. 대안적으로 그것은 주어진 파장 및 펄스 폭에서 "그것들이 충분히 흡수하지 않는다"는 것을 서술할 수 있다. 본 발명에 따라 ~25ps 아래로 펄스 폭을 감소시킴으로써, 동일한 플루엔스(101)가 이 경우에 모든 컬러들을 성공적으로 제거할 수 있다. 이것은 이러한 펄스 폭에서, 상호작용을 위한 임계치가 주어진 플루엔스 미만이기 때문이다. 종래 기술에서와 동일한 파장이 이제 더 큰 강도의 결과로서 모든 컬러들을 제거할 수 있다는 것이 주의되어야 한다. 10 shows the results of actual laboratory measurements. As the pulse width increases, more and more fluence is required for effective interaction with the target pigment. The spread of different fluences required for different colors also increases significantly. Prior art laser systems typically operate with >250ps pulse width and lower intensities. That is to say, for a given fluence at the pigment site in tissue of ~1 J/cm2 (indicated by reference numeral 100 in FIG. 10), the system can remove green and black, for example, but red and yellow colors. I won't be able to. This is because yellow and red have significantly higher fluence thresholds for the pulse width. Alternatively it can state that "they do not absorb enough" at a given wavelength and pulse width. By reducing the pulse width below -25 ps according to the invention, the same fluence 101 can successfully remove all colors in this case. This is because, at this pulse width, the threshold for interaction is less than a given fluence. It should be noted that the same wavelength as in the prior art can now remove all colors as a result of greater intensity.

상기 방법은 특정 레이저 파장마다 적용 가능하며, 여기에서 상이한 레이저들은 타겟 컬러들 대 사용된 파장에 의존하여 상이한 최대 강도들 및/또는 플루엔스들을 요구한다. 그러나 일단 임계 강도가 사용되면, 모든 타겟 컬러들은 상기 특정 레이저에 의해 제거될 것이다. The method is applicable for a specific laser wavelength, where different lasers require different maximum intensities and/or fluences depending on the target colors versus the wavelength used. However, once the critical intensity is used, all target colors will be removed by the particular laser.

여기에서 "제거"에 의해 피부로부터의 컬러의 완전한 클리어런스(육안으로)가 한정된 수의 세션들 후 달성된다는 것이 의도된다. 세션들의 수는 하나의 타겟 컬러에서 다음으로 달라질 수 있지만, 어쨌든 하나의 컬러에서 다음으로 세션들의 수는 약 2의 배수 이상만큼 달라지지 않을 것이다. It is intended here that by "removal" a complete clearance (visually) of the color from the skin is achieved after a limited number of sessions. The number of sessions may vary from one target color to the next, but anyway the number of sessions from one color to the next will not vary by more than about a multiple of two.

상업적 레이저들은 규정된 파라미터 세트에 대해 이용 가능하다. 예를 들어 8mJ 및 8ps 펄스 폭을 가진 PicoLaser ltd "Pico-1M" 레이저, 또는 30mJ 및 1.5ps 펄스 폭을 가진 Amplitude Laser ltd "Magma" 레이저를 참조하자.Commercial lasers are available for a defined set of parameters. See, for example, PicoLaser ltd "Pico-1M" laser with 8mJ and 8ps pulse width, or Amplitude Laser ltd "Magma" laser with 30mJ and 1.5ps pulse width.

도 11은 상기 서술된 방법 및 시스템의 예로서, 살아있는 돼지 피부 상에서 수행된 제어된 실험에서의 실제 제거 결과들을 묘사한다. 타겟은 녹색(111), 청색(112), 청록색(113), 주황색(114), 적색(118), 황색(117), 보라색(116) 및 흑색(115)으로 컬러링된 면적들을 포함한, 다중-컬러 정사각형이다. 타겟의 중간은 문신이 없지만, 경계들은 흑색으로 윤곽이 그려진다. 11 depicts the actual removal results in a controlled experiment performed on live pig skin, as an example of the method and system described above. The target was multi-colored, including areas colored in green (111), blue (112), cyan (113), orange (114), red (118), yellow (117), purple (116) and black (115). It is a colored square. There is no tattoo in the middle of the target, but the borders are outlined in black.

두 달의 범위에서 다양한 펄스 폭 및 여러 치료들을 사용하여, 사전- 및 사후-이미지들이 101 내지 106으로 도시된다. 레이저 A는 6ns의 펄스 폭을; 레이저 B는 0.6ns를 사용하였으며; 레이저 C는 1 내지 15 피코초 펄스 폭(100 내지 1000배 더 짧은)을 이용하였다. 레이저 A 및 레이저 B는 4 J/cm2 플루엔스를 사용하였지만, 레이저 C는 2 J/cm2 플루엔스를 사용하였다. 레이저들 A/B의 각각의 강도는 0.7/7 GW/cm2였지만, 레이저 C는 50 GW/cm2를 초과한 강도를 갖는다. 레이저 A 및 레이저 B를 갖고, 뚜렷한 제거가 흑색 윤곽에서 달성된다(101 대 102 및 103 대 104). 단 펄스 레이저 C에 대해, 모든 문신 컬러들이 반응을 보였으며 80%가 넘는 클리어런스가 달성되었다(105 대 106). 양적 클리어런스 레벨들이 107에서 도시된다. Pre- and post-images are shown 101-106, using various pulse widths and different treatments in the range of two months. Laser A has a pulse width of 6 ns; Laser B used 0.6 ns; Laser C used 1 to 15 picosecond pulse widths (100 to 1000 times shorter). Laser A and laser B used 4 J/cm2 fluence, whereas laser C used 2 J/cm2 fluence. The intensity of each of the lasers A/B was 0.7/7 GW/cm2, while laser C has an intensity in excess of 50 GW/cm2. With laser A and laser B, pronounced removal is achieved in the black contour (101 vs. 102 and 103 vs. 104). For short pulsed laser C, all tattoo colors responded and a clearance of over 80% was achieved (105 vs. 106). Quantitative clearance levels are shown at 107.

예 3Example 3

레이저 착색 제거의 프로세스는, 색소를 타겟팅할 지라도, 색소를 둘러싼 조직에서 국부 가열을 생성한다. 색소를 유지한 조직에서의 국부 손상은 피할 수 없지만, 색소 방사선 흡수에 의해 직접 손상되지 않은, 주변 조직은 2차 가열로부터 고통을 받을 것이다. 국부 상승 가열의 지속 기간은 주변 조직에 대한 더 높은 손상의 근본 원인이다. 다음의 예에서, 우리는 이들 효과들을 수량화할 것이다. The process of laser pigmentation removal, even if targeting the pigment, produces localized heating in the tissue surrounding the pigment. Local damage in the pigmented tissue is inevitable, but the surrounding tissue, which is not directly damaged by pigment radiation absorption, will suffer from secondary heating. The duration of the local elevated heating is the root cause of higher damage to the surrounding tissue. In the following example, we will quantify these effects.

색소 조직의 조사 동안, 다음이 발생한다: 처음에, 레이저 펄스 폭의 시간 스케일 상에서, 방사선이 흡수하는 조직의 부분들에서, 보통 치료를 위해 타겟팅되는 특정 발색단들에서 흡수된다. 이것들은 피코 또는 나노 초의 매우 짧은 시간 스케일들에서 매우 상승된 온도들(심지어 수천 도)을 달성할 수 있다. 이것은 보통 플라즈마 생성, 기계 고장 및/또는 다른 끔찍한 사건들로 이어지며, 이것은 보통 치료의 원하는 결과이다. 그럼에도 불구하고, 짧은 시간 후, 모든 이러한 에너지는 최종적으로 열로 변환되고: 플라즈마 방사는 펄스가 종료된 후 재 흡수되고, 운동 입자들은 정지부로의 충돌들을 통해 느려진다. 화학적 변경(보통 원하지 않는 효과)을 제외하고, 결국 인입하는 방사선 모두는 열로 변환된다. During irradiation of the pigmented tissue, the following occurs: Initially, on the time scale of the laser pulse width, in the parts of the tissue that the radiation absorbs, it is usually absorbed in specific chromophores targeted for treatment. They can achieve very elevated temperatures (even thousands of degrees) on very short time scales of pico or nanosecond. This usually leads to plasma generation, mechanical failure and/or other terrible events, which are usually the desired outcome of the treatment. Nevertheless, after a short time all this energy is finally converted into heat: the plasma radiation is reabsorbed after the end of the pulse, and the moving particles are slowed down through collisions to the stop. Except for chemical alterations (usually undesirable effects), eventually all incoming radiation is converted into heat.

펄스 폭보다 훨씬 더 긴 시간 스케일들에 대해, 우리는 조직에 유도된 온도들을 추정하기 위해 흡수 층에 대한 벌크 열 근사치를 사용할 수 있다. 예를 들어, 평균 2.5 J/cm2 플루엔스, 500mJ 펄스 에너지 및 5mm 스팟 직경을 고려하자. 예를 들어, 레이저 방사를 흡수하는 문신 잉크는 보통/대부분 피부 표면 아래 300 내지 700㎛의 깊이에 있다. 우리는 입력 펄스의 직경의 실린더 내에서(단순함을 위해) 상기 두께에 흡수된다고 가정하며 양호한 추정으로서 물 비열을 사용한다. △T = E/MㆍC를 사용하여, 우리는 ~34℃(외부) 내지 36.8℃(내부)의 주위 피부 온도 위로 대략 15℃의 온도 상승에 도달한다. For time scales much longer than the pulse width, we can use the bulk heat approximation for the absorbent layer to estimate the temperatures induced in the tissue. For example, consider an average 2.5 J/cm2 fluence, 500 mJ pulse energy, and 5 mm spot diameter. For example, tattoo inks that absorb laser radiation are usually/mostly at a depth of 300 to 700 μm below the skin surface. We assume that the diameter of the input pulse is absorbed into the thickness within a cylinder (for simplicity) and use the specific heat of water as a good estimate. Using ΔT = E/M·C, we reach a temperature rise of approximately 15° C. above the ambient skin temperature of -34° C. (outside) to 36.8° C. (inside).

Figure pct00004
Figure pct00004

이것은 또한 0.5mm 직경을 가진 5mJ 펄스 에너지(100배 더 낮은 에너지 및 10배 더 작은 직경)에 대해 참이다. 동일한 평균 가열은 플루엔스가 유사한 경우 항상 이러한 근사법에서 발생할 것이다. This is also true for 5 mJ pulse energy (100 times lower energy and 10 times smaller diameter) with 0.5 mm diameter. The same average heating will always occur in this approximation if the fluence is similar.

단지 작은, 저 에너지 펄스들만을 인가하는 이점은 시간에 걸친 열 확산을 봄으로써 명백하다. 매우 빠른 초기 가열 프로세스 후(약 나노초 이하로), 열은 초기 가열된 볼륨으로부터 멀리 확산하기 시작한다. 피험체 신체가 고 펄스 에너지들에서 총 펄스 에너지에 비교하여 무한한 열 저장소임을 고려하면, 확산은 가열된 볼륨의 온도를 다시 자연스러운 체온으로 점차 감소시킬 것이다. 이러한 냉각 효과의 레이트는 가열된 조직의 볼륨에 크게 의존하며, 이것은 상기 예들에서 매우 상이하다. 보다 정확하게, 레이트는 가열된 조직의 볼륨 대 표면적의 비에 의해 결정된다. 작은 볼륨은 큰 볼륨보다 훨씬 더 빠르게 진정될 것이다. The advantage of applying only small, low energy pulses is evident by looking at the heat diffusion over time. After a very fast initial heating process (less than about nanoseconds), the heat begins to diffuse away from the initially heated volume. Given that the subject's body is an infinite heat reservoir compared to the total pulse energy at high pulse energies, diffusion will gradually reduce the temperature of the heated volume back to its natural body temperature. The rate of this cooling effect is highly dependent on the volume of the heated tissue, which is very different in the examples above. More precisely, the rate is determined by the ratio of the surface area to the volume of the heated tissue. Smaller volumes will calm down much faster than larger ones.

관련 시간 스케일들을 수량화하기 위해, 상기 예 2에서와 동일한 플루엔스를 가진 두 개의 펄스들의 경우를 고려하자. 단지 하나의 펄스만이 조직에 부딪힌다고 가정하면, 어떤 레이트로 열이 확산할 것인가? 선형 열 확산이 시간 t=0에서 초기 가열 후 상이한 시간들에서 온도의 방사 프로필을 제공한다는 것을 해결하자. 고 에너지, 대형 스팟(도 12a) 및 저 에너지, 소형 스팟(도 12b)의 온도 프로필은 도 12에서 도시된다. 약 1초 후, 500mJ 펄스(121)에 대한 상승 온도에서 작은 변화만이 있지만, 5mJ 펄스 온도는 대략 50%만큼 떨어졌다(122). 500mJ 펄스에 대해, 온도가 50%만큼 떨어지는데 약 100초가 걸린다.To quantify the relevant time scales, consider the case of two pulses with the same fluence as in Example 2 above. Assuming only one pulse hits the tissue, at what rate will the heat spread? Let us solve that linear heat diffusion gives a radiation profile of temperature at different times after initial heating at time t=0. The temperature profiles of the high energy, large spot (FIG. 12A) and low energy, small spot (FIG. 12B) are shown in FIG. 12. After about 1 second, there is only a small change in the rising temperature for the 500mJ pulse 121, but the 5mJ pulse temperature has dropped by approximately 50% (122). For a 500mJ pulse, it takes about 100 seconds for the temperature to drop by 50%.

열 이완 시간은 여기에서 온도 델타가 2배만큼 떨어진 시간으로 정의될 수 있다. 시간의 함수로서 가열된 조직 볼륨의 중심의 온도는 도 13에서 플로팅된다. 0.22mm 스팟을 가진 1mJ 펄스에 대해, 열 이완 시간은 약 0.12초이다. 5mJ, 0.5mm 스팟에 대해, 완화 시간은 약 0.7s이지만, 500mJ, 5mm 스팟에 대해, 완화 시간은 약 70s이다. The thermal relaxation time can be defined here as the time at which the temperature delta has fallen by a factor of two. The temperature of the center of the heated tissue volume as a function of time is plotted in FIG. 13. For a 1 mJ pulse with a 0.22 mm spot, the thermal relaxation time is about 0.12 s. For a 5mJ, 0.5mm spot, the relaxation time is about 0.7s, but for a 500mJ, 5mm spot, the relaxation time is about 70s.

도 14는 2.5 J/cm2의 주어진 플루엔스에 대한 열 이완 시간 대 펄스 에너지를 도시한 차트이다. 박스(142)는 200 내지 1000mJ 펄스들을 사용하여 종래의 방법에 따른 작업 포인트를 도시한다. 30 내지 200초의 완화 시간들이 통상적이다. 박스(141)에서, 0.1 내지 8초의 훨씬 더 짧은 완화 시간들이 1 내지 30mJ의 더 작은 펄스 에너지들을 사용하여 본 발명에 따라 제공된다. 피부 손상 임계치들이 143, 144에서 플로팅된다. 14 is a chart plotting thermal relaxation time versus pulse energy for a given fluence of 2.5 J/cm2. Box 142 shows a working point according to a conventional method using 200-1000 mJ pulses. Relaxation times of 30 to 200 seconds are typical. In box 141, much shorter relaxation times of 0.1 to 8 seconds are provided in accordance with the present invention using smaller pulse energies of 1 to 30 mJ. Skin damage thresholds are plotted at 143 and 144.

이전에 논의된 바와 같이(144) 손상이 발생하기 전에 피부가 51℃에서 단지 약 6s를 견딜 수 있음을 고려해볼 때, 따라서 상기 예에서, 5mJ 펄스를 사용하여, 그것이 1초 미만에서 발산되므로, 피부가 약 51℃까지 15℃ 온도 상승을 지속할 수 있다는 것이 명확하다. 500mJ 펄스에 대해, 동일한 온도 상승을 갖고, 완화 시간이 손상 임계치보다 훨씬 더 긴 약 70s이므로 손상이 발생할 것이다. 동일한 분석이 50도의 피부 온도에 대해 참이며, 이것은 손상이 발생하기 전에 24초 동안 용인될 수 있다. 손상이 발생하기 전에 통증이 나타난다는 것이 또한 알려져 있다. 통증 임계치는 손상 임계치보다 낮지만, 온도 의존성은 유사하다(Yarmolenko).Considering that the skin can withstand only about 6 s at 51° C., as previously discussed (144) before damage occurs, so in the example above, using a 5 mJ pulse, it diverges in less than 1 second, It is clear that the skin can sustain a 15°C temperature rise up to about 51°C. For a 500mJ pulse, damage will occur since it has the same temperature rise and the relaxation time is about 70 s much longer than the damage threshold. The same analysis is true for a skin temperature of 50 degrees, which can be tolerated for 24 seconds before damage occurs. It is also known that pain appears before the injury occurs. The pain threshold is lower than the injury threshold, but the temperature dependence is similar (Yarmolenko).

이러한 이유로, 통증 및 손상 양쪽 모두는 200mJ을 초과한 큰 펄스들 대신에 작은 에너지 펄스들(1 내지 30mJ)을 사용함으로써 감소되거나 또는 완전히 회피된다. For this reason, both pain and injury are reduced or completely avoided by using small energy pulses (1-30 mJ) instead of large pulses in excess of 200 mJ.

상기 산출은 동일한 플루엔스에서, 고 에너지 펄스 대 저 에너지 펄스의 비교를 반영한다. 다수의 스팟들을 갖고 큰 면적을 스캔할 때 빠른 완화 시간의 이익을 얻기 위해, 인접한 펄스들 간에 적절한 시간을 제공하는 것이 중요하다. 이것은 전용 스캐닝 기술들을 이용함으로써 달성될 수 있다. 인접한 스팟들에 대한 이용 가능한 완화 시간을 증가시키기 위한 스마트 스캐닝 기술의 예로서 도 15b에 도시된다. N 라인들의 통상의 래스터 스캔에서(도 15a), 각각의 두꺼운 라인(150)은 다수의 스팟들로 구성된다. 라인을 완성하는데 걸리는 시간은 T이다. 이것은 시간 T 후, 각각의 스팟이 아래에 새로운 이웃을 가질 것이며 이것은 그 자신의 라인에서 좌측 및 우측의 이웃들에 더해진다. 이제 우리는 인터레이싱 스캔을 사용한다(도 15b): 이것은 연속적으로 라인들을 스캔하는 대신에, 우리는 최상부 라인(151)을 스캔하며 그 후 훨씬 멀리 떨어져 다음 라인(152)을 표시하기 위해 아래 M 라인들을 건너뛴다. 우리는 스캐닝 필드의 에지에 이를 때까지 이를 계속하며, 최상부(154)로부터 제 2 라인으로 돌아가고 프로세스를 반복한다. 이것은 잠재적으로 더 큰 필드들에 대해 훨씬 더 길 수 있는, K*T, K=floor(N/M)의 완화 시간을 인접한 라인들에 제공한다. This calculation reflects a comparison of high energy pulses versus low energy pulses at the same fluence. In order to benefit from fast relaxation times when scanning large areas with multiple spots, it is important to provide adequate time between adjacent pulses. This can be achieved by using dedicated scanning techniques. 15B as an example of a smart scanning technique to increase the available relaxation time for adjacent spots. In a typical raster scan of N lines (FIG. 15A), each thick line 150 is made up of multiple spots. The time it takes to complete the line is T. This means that after time T, each spot will have a new neighbor below it and this is added to the left and right neighbors in its own line. Now we use an interlacing scan (Fig. 15b): instead of scanning the lines in succession, we scan the top line 151 and then much further away to mark the next line 152 below M The lines are skipped. We continue this until we reach the edge of the scanning field, return to the second line from the top 154 and repeat the process. This gives adjacent lines a relaxation time of K*T, K=floor(N/M), which can potentially be much longer for larger fields.

예 4Example 4

시스템의 적절한 기능 및 피험체 및 조작자의 안전을 보장하기 위해, 예 1에서의 시스템은 치료실(12)에 위치될 수 있는 전용 워크 헤드 홀더에 전문화된 테스트 하드웨어 및 시퀀스를 포함하도록 적응될 수 있다. 본 발명의 홀더(27)는 워크 헤드 인터페이스(164), 광학 렌즈들(167), 천공형 분리기(169), 및 광학 파워 미터(161)를 포함한다. To ensure proper functioning of the system and safety of subjects and operators, the system in Example 1 may be adapted to include specialized test hardware and sequences in a dedicated work head holder that may be located in the treatment room 12. The holder 27 of the present invention includes a work head interface 164, optical lenses 167, a perforated separator 169, and an optical power meter 161.

도 16을 참조하면, 워크 헤드(4)는 도면에 도시된 바와 같이 홀더(164)의 우측 측면에 연결된다. 연결은 치료를 위해 사용된 도 3을 참조하여 상기 설명된 바와 같이 스페이서들(18)의 연결과 기계적으로 동일하다는 것이 주의되어야 한다.Referring to FIG. 16, the work head 4 is connected to the right side of the holder 164 as shown in the drawing. It should be noted that the connection is mechanically identical to the connection of the spacers 18 as described above with reference to FIG. 3 used for treatment.

164의 좌측으로 파워 미터(161)로의 광학 거리를 적응시키기 위한 렌즈(166)가 있다. 파워 미터 위에, 분리기(169)가 있으며, 여러 개의 홀들이 레이저 방사가 파워 미터에 이르도록 허용하기 위해 드릴링되었다. To the left of 164 is a lens 166 to adapt the optical distance to the power meter 161. Above the power meter, there is a separator 169, and several holes were drilled to allow the laser radiation to reach the power meter.

도 17a는 검출기의 방향으로 좌측 측면(170)에 분리기 및 또한 분리기를 통해 연장되는 여러 홀들(172)의 배열을 도시한다. 도 17b는 워크 피스의 방향으로 분리기(171)의 우측 측면을 도시한다. 17A shows the arrangement of the separator on the left side 170 in the direction of the detector and also the several holes 172 extending through the separator. 17B shows the right side of the separator 171 in the direction of the work piece.

테스트 시퀀스는 도 18에서 도시된다. 시퀀스는 단지 적절한 제어들이 적용될 때, 주로 조준 빔 스위치(15)가 온이고 풋 페달(8)이 눌려질 때 시작한다. 스캐너 미러들(40)은 그 후 분리기(172)에서 홀 위치들에 대응하는 위치들로 이동된다. 각각의 위치에서, 메인 레이저(1/2)가 턴 온되며, 파워는 파워 미터(161)에서 측정된다. The test sequence is shown in FIG. 18. The sequence starts only when the appropriate controls are applied, mainly when the aiming beam switch 15 is on and the foot pedal 8 is depressed. The scanner mirrors 40 are then moved in separator 172 to positions corresponding to the hole positions. In each position, the main laser 1/2 is turned on, and the power is measured in the power meter 161.

일단 모든 정의된 위치들 및 파워 측정들이 수행된다면, 측정된 파워는 허용 가능한 범위들을 갖고 미리 정의된 표에 비교된다. 테스트는 모든 측정들이 미리 정의된 범위들에 있다면 성공적이다.Once all the defined positions and power measurements are performed, the measured power is compared to a predefined table with acceptable ranges. The test is successful if all measurements are in predefined ranges.

여러 유리한 양상들이 주의되어야 한다. 제 1 양상은 파워 미터(161)(또는 임의의 다른 관련 센서)가 스페이서(18)를 사용하여 치료된 피부의 평면에 광학적으로 상응하는 평면에 위치된다. 이것은 레이저 방사가 보통 레이저 출력에 더 가깝게 측정되며 시스템의 출력에서는 아닌 종래의 시스템들과 대조적이다. 이것은 피험체가 정확한 방사선 파라미터들을 수신한다는 것을 보장하며, 광학 경로를 따라: 레이저 안쪽으로부터, 워크 헤드에서의 광학 요소들, 스캐너 및 렌즈들을 통해(도 2 참조) 어딘가에서 발생한 고장들을 감안한다. Several advantageous aspects should be noted. The first aspect is that the power meter 161 (or any other related sensor) is positioned in a plane optically corresponding to the plane of the skin treated using the spacer 18. This is in contrast to conventional systems where laser radiation is usually measured closer to the laser power and not at the power of the system. This ensures that the subject receives the correct radiation parameters and takes into account failures occurring somewhere along the optical path: from inside the laser, through the optical elements in the workhead, through the scanner and lenses (see Fig. 2).

두 번째로, 상이한 위치들에서 상이한 분리기 홀들은 미리 정의된 위치들에 도달하도록 스캐너 미러들(40)에 요구한다. 이것은 스캐너 미러들, 그것들의 작동기들 및 그것들의 제어 전자장치가 모두 예상대로 수행하는 것을 보장한다. 그것은 또한 광학 빔이 각도 또는 위치에서의 동조를 벗어나 돌아다니지 않는다는 것을 보장하며, 이것은 분리기 홀들을 부분적으로 또는 완전히 놓치는 것(미러 작동기 고장처럼) 및 저 파워 측정을 야기하는 것에 대응할 것이다. Second, different separator holes at different positions require the scanner mirrors 40 to reach predefined positions. This ensures that the scanner mirrors, their actuators and their control electronics all perform as expected. It also ensures that the optical beam does not move out of tune in angle or position, which will correspond to partially or completely missing separator holes (like mirror actuator failure) and causing low power measurements.

또한, 상이한 직경들의 홀들을 생성함으로써, 빔의 분기가 또한 감안될 수 있다. 이러한 분기는 상이한 직경의 홀들에서 미리 정의된 것들에 비교하여 측정된 상이한 파워 레벨들을 야기할 것이다. Also, by creating holes of different diameters, the divergence of the beam can also be taken into account. This divergence will result in different power levels measured compared to the predefined ones in holes of different diameter.

또한, 테스트 동안, 레이저 출력(32)(도 2 참조) 다음에 위치된 실시간 센서들이 홀더 센서에 비교되어, 그것들이 펄스 에너지를 일관되게 측정한다는 것을 보장한다. Also, during the test, real-time sensors located after the laser output 32 (see Fig. 2) are compared to the holder sensor to ensure that they consistently measure the pulse energy.

마지막으로, 시퀀스는 치료 동안 통상의 동작과 동일한 방식으로 사용자 제어들의 동작을 요구하며, 스위치들 또는 제어들에서의 임의의 고장들을 감안한다. Finally, the sequence requires operation of the user controls in the same manner as normal operation during treatment, and takes into account any failures in the switches or controls.

테스트 장치는 반드시 워크 헤드를 위한 홀더를 통합할 필요는 없다는 것이 이해될 것이다. 다른 실시예들에서, 센서들은 이와 같이 워크 헤드를 유지하도록 설계되지 않으며, 테스트를 위해 센서들에 대하여 그것을 안정되게 위치시키기 위해 워크 헤드에 맞물리도록 구성되는 워크 헤드 체결 부분을 갖는 지지 구조에 장착될 수 있다. 상기 설명된 바와 같이 천공형 분리기 대신에, 센서들은 레이저 빔의 위치 및 파워를 검출하기 위해 적어도 하나의 위치 감응 검출기를 포함할 수 있다. It will be appreciated that the test device does not necessarily incorporate a holder for the work head. In other embodiments, the sensors are not designed to hold the workhead as such, and will be mounted on a support structure having a workhead fastening portion that is configured to engage the workhead to position it stably with respect to the sensors for testing. I can. Instead of a perforated separator as described above, the sensors may include at least one position sensitive detector to detect the position and power of the laser beam.

예 5 Example 5

도 19는 본 발명의 또 다른 양상에 따른 치료될 피험체의 피부의 면적의 자동 스캐닝을 위해 적응된 레이저 치료 장치를 포함하는 피부과 치료 설비의 치료실을 예시한다. 치료 의자(190) 위에, 큰 광학 워크 헤드(191)가 균형 잡힌 관절식 암(192)을 통해 걸린다. 레이저 실(도시되지 않음)에서의 장치는 상기 예 1에서 설명된 장치와 유사하지만, 본 실시예에서 치료실 워크 헤드는 더 크며 치료될 큰 면적을 자동으로 스캔하기 위해 이미징 및 다른 센서들을 이용한다(예 1에서 작은 면적들을 수동으로 스캔하는 것과 비교하여).19 illustrates a treatment room of a dermatological treatment facility including a laser treatment device adapted for automatic scanning of an area of the skin of a subject to be treated according to another aspect of the present invention. Over the treatment chair 190, a large optical work head 191 is hung through a balanced articulating arm 192. The device in a laser room (not shown) is similar to the device described in Example 1 above, but in this example the treatment room workhead is larger and uses imaging and other sensors to automatically scan a large area to be treated (example Compared to manually scanning small areas in 1).

레이저 스캐닝은 산업 재료 프로세싱 애플리케이션들로부터 널리 알려져 있다. 본 발명에서, 동일한 타겟 재료 및 샘플이 많은 양들에서 반복 가능하게 스캔되는, 레이저 스캐닝의 산업 애플리케이션과 대조적으로, 그러나, 피험체는 단지 한 번 스캔되며(적어도 치료마다), 요구된 스캐닝 패턴은 어떤 두 개의 피험체들도 어떤 두 개의 병변들도 동일하지 않으므로, 매우 드물게 유사하다. 부가적으로, 에러의 비용은 수용 가능하지 않으며 안전 고려사항들이 다른 무엇보다 중요하다. 다음의 설명은 이들 문제들이 피부과 표시들을 치료하기 위해 레이저의 빠르고, 정확하며 안전한 스캐닝을 제공하기 위해 본 발명에 따라 어떻게 처리될 수 있는지를 보여준다. Laser scanning is widely known from industrial material processing applications. In the present invention, in contrast to the industrial application of laser scanning, in which the same target material and sample are repeatedly scanned in large amounts, however, the subject is only scanned once (at least per treatment), and the required scanning pattern is not The two subjects are very rarely similar, as no two lesions are identical. Additionally, the cost of the error is unacceptable and safety considerations are of paramount importance. The following description shows how these problems can be addressed in accordance with the present invention to provide a fast, accurate and safe scanning of a laser to treat dermatological markings.

도 20a 및 도 20b에서, 작업 헤드(191)의 구성요소들은 두 개의 단면도들에 도시된다. 레이저 방사선이 관절식 암(192)을 통해 레이저 실에서 하나 이상의 치료 레이저들로부터 워크 헤드 입력(200)에 들어가며 전동식 조정 가능한 집속 렌즈들(208)을 지난다. 그것은 그 후 스캐너(201)에 들어간다. 이러한 스캐너는 예 1에서의 스캐너보다 크며 통상적으로 워크 헤드(191)로부터 약 [DISTANCE]의 일정한 거리에 유지되는 피험체의 피부(204) 상에서 100×100mm의 면적을 커버하기 위해 160mm f-세타 렌즈(202)를 통해 레이저 빔을 향하게 한다. 스캐너, 통합된 집속 및 f-세타 렌즈는 예를 들어, 미국, 메사추세추 ScanLab Germany 또는 Cambridge technology로부터 쉽게 이용 가능하다. 워크 헤드에 정착된 카메라(207)는 치료 면적을 이미징하기 위해 동작 가능하지만, 조명 LED들(206)은 특정 조명 조건들을 공급한다. 카메라(207)는 또한 깊이의 3D 측정이 가능하며 치료될 면적을 이미징하는 것에 더하여 면적의 높이 맵을 생성할 수 있다. 3D 카메라들은 예를 들어, 미국, Intel로부터의 RealSense로 쉽게 이용 가능하다.20A and 20B, the components of the working head 191 are shown in two cross-sectional views. Laser radiation enters the workhead input 200 from one or more treatment lasers in the laser chamber through the articulated arm 192 and passes through the motorized adjustable focusing lenses 208. It then enters the scanner 201. Such a scanner is larger than the scanner in Example 1 and is a 160mm f-theta lens to cover an area of 100×100mm on the skin 204 of the subject, which is usually maintained at a constant distance of about [DISTANCE] from the work head 191. Direct the laser beam through 202. Scanners, integrated focusing and f-theta lenses are readily available, for example, from ScanLab Germany, Massachusetts or Cambridge technology, USA. The camera 207 mounted on the workhead is operable to image the treatment area, but the illumination LEDs 206 supply specific lighting conditions. The camera 207 is also capable of 3D measurement of depth and can generate a height map of the area in addition to imaging the area to be treated. 3D cameras are readily available, for example, with RealSense from Intel, USA.

치료 시퀀스가 도 21a 내지 도 21e에서 설명된다. 처음에, 조작자는 대략적으로 타겟 면적 위에 위치되도록 워크 헤드(191)를 수동으로 조작한다. 관절식 암은 마찰이 거의 없으며 조작자가 워크 헤드를 쉽게 조작할 수 있도록 균형이 잡힌다. 조준 빔은 조작자가 대략 타겟 면적과 일치하도록 이용 가능한 스캐닝 필드의 중심에 배치하는 것을 돕기 위해 그것의 윤곽을 보여줌으로써 이용 가능한 스캐닝 필드를 보여준다(도 21a 참조). 이미지 프로세싱을 사용하여, 시스템은 그 후 카메라(207)에 의해 캡처된 면적의 이미지들에 기초하여 색소 면적들을 검출한다. 3D 카메라는 또한 타겟 면적의 컨투어들을 측정하며 스캐닝 파라미터들이 산출된다(도 21b). 일단 스캐닝 계획이 정의되면, 조작자는 계획된 치료될 면적을 보게 된다. 이것은 전용 컴퓨터 인터페이스를 갖고 행해질 수 있지만 이 예에서 그것은 피험체 타겟 면적 상에 직접 도시되며; 단지 조준 빔만을 사용하여, 메인 치료 레이저에 의해 수행될 바와 같이 정확한 계획된 패턴이 반복적으로 스캔된다(도 21c). 조작자는 그 후 사용자 인터페이스 스크린에서 버튼을 누름으로써 스캐닝 계획을 승인하며 그 후 워크 헤드는 치료 레이저를 갖고 승인된 면적을 스캔한다(도 21d). 이러한 스캔에 이어서, 시스템은 상기 설명된 바와 같이 프로스팅의 결과로서 치료된 면적이 통상적으로 백색으로 나타내는 동안 이용 가능한 필드의 윤곽을 보여주는 것으로 돌아간다(도 21e). The treatment sequence is described in Figures 21A-21E. Initially, the operator manually manipulates the work head 191 so that it is approximately positioned above the target area. The articulated arms have little friction and are balanced to allow the operator to easily manipulate the work head. The aiming beam shows the available scanning field by showing its outline to help the operator place it in the center of the available scanning field to approximately match the target area (see Fig. 21A). Using image processing, the system then detects the pigment areas based on the images of the area captured by the camera 207. The 3D camera also measures the contours of the target area and scanning parameters are calculated (FIG. 21B). Once the scanning plan is defined, the operator sees the planned area to be treated. This can be done with a dedicated computer interface, but in this example it is shown directly on the subject target area; Using only the aiming beam, the correct planned pattern is repeatedly scanned as would be done by the main treatment laser (FIG. 21C ). The operator then approves the scanning plan by pressing a button on the user interface screen, after which the work head scans the approved area with the treatment laser (Fig. 21D). Following this scan, the system returns to outline the available field while the area treated as a result of frosting is typically white, as described above (FIG. 21E ).

스캐닝 필드 내에서 색소 피부 모두는, 추가 조작자 개입 없이, 즉시 치료된다는 것이 주의되어야 한다. 이것은 수동 배치와 비교하여 매우 빠른 치료 시간(100×100mm 문신에 대해 최대 40초, 통상적으로 훨씬 더 적은)을 달성하면서 레이저 치료의 정확도를 보장한다. It should be noted that all of the pigmented skin within the scanning field is treated immediately, without further operator intervention. This ensures the accuracy of the laser treatment while achieving very fast treatment times (up to 40 seconds, typically much less for a 100×100mm tattoo) compared to manual placement.

시스템은 피부 표면의 스캐너-피부 거리 및 컨투어들을 감안하기 위해 집속 렌즈(208)를 조정하도록 미리 측정된 및 실시간 깊이 데이터를 사용할 수 있다. 몇몇 인스턴스들에서, 타겟 면적의 컨투어들은 전체 면적을 스캐닝하는 것이 가능하지 않도록 곡선일 수 있다: 예를 들어, 손문 주위의 팔찌 문신. 깊이 측정 동안(도 21b), 치료하기에 너무 곡선인(20도가 넘는 각도로 인해 또는 시스템의 초점 범위, 통상적으로 35mm를 넘는 깊이로 인해) 색소 면적은 계획된 스캔에서 생략된다. 도 22a 및 도 22b는 이러한 특징의 예를 예시하며: 도 22a에서 평면 타겟이 스캐닝되고, 전체 이용 가능한 스캐닝 필드(221)가 이용될 수 있다. 도 22b에서, 스캐너(220) 아래의 곡선 표면은 편평한 표면(221)의 더 큰 면적에 비교하여 표면(223)의 더 작은 면적이 스캔될 수 있음을 내포한다. The system may use pre-measured and real-time depth data to adjust the focusing lens 208 to account for the scanner-skin distance and contours of the skin surface. In some instances, the contours of the target area may be curved such that it is not possible to scan the entire area: eg, a bracelet tattoo around the finger print. During the depth measurement (FIG. 21B ), the pigment area that is too curved to be treated (due to an angle above 20 degrees or due to the focal range of the system, typically a depth above 35 mm) is omitted from the planned scan. 22A and 22B illustrate an example of this feature: in FIG. 22A a planar target is scanned, and the full available scanning field 221 may be used. In FIG. 22B, the curved surface under the scanner 220 implies that a smaller area of the surface 223 can be scanned compared to a larger area of the flat surface 221.

치료될 색소 면적들을 검출하기 위한 이미지 프로세싱 알고리즘은 에지 검출을 위해 1차 도함수(sobol) 조작자를 사용하여, 문신들 사이에서 분할될 수 있지만, 더 부드러운 에지들을 가진 색소 병변들은 훈련된 신경망 알고리즘을 이용할 수 있다. 이들 알고리즘들은 이 기술분야의 숙련자들에 의해 쉽게 이해된다. 어느 하나의 알고리즘의 정확도가 100%가 아니므로, 조작자는 알고리즘 결과들을 정정하고 요구된다면 스캐닝 패턴을 수동으로 조정하기 위해 적절한 컴퓨터 인터페이스(도시되지 않음)를 사용할 수 있다. 패턴은 그 후 사전-스캔으로 업데이트된다(도 21c).The image processing algorithm for detecting the pigmented areas to be treated can be segmented between tattoos, using a first-order derivative for edge detection, but pigmented lesions with softer edges use a trained neural network algorithm. I can. These algorithms are easily understood by those skilled in the art. Since the accuracy of either algorithm is not 100%, the operator can use a suitable computer interface (not shown) to correct the algorithm results and manually adjust the scanning pattern if required. The pattern is then updated with pre-scan (Fig. 21C).

최대 스캐닝 필드보다 큰 면적 또는 하나의 스캔에서 치료될 수 없는 곡선 면적을 치료할 때, 치료는 여러 세그먼트들로 분할될 수 있다. 조작자는 수동으로 각각의 세그먼트 위에 스캐너를 배치하며 패턴 인식 알고리즘을 시작한다. 현재 이미지와 비교하여 이전 이미지들에 기초하여, 적절한 스티칭 알고리즘은 치료된 이전 세그먼트들을 식별하며 따라서 면적들을 두 번 치료하거나 또는 몇몇 면적들을 놓치는 것을 피한다. 이 알고리즘은 도 23a 내지 도 23e에서 도시된다. 제 1 단계(도 23a)에서, 스캐너는 치료될 면적의 최상부-좌측 영역 위에 위치된다. 카메라(207)는 스캐너 최대 필드(231)보다 큰, 면적(230)을 캡처한다. 패턴 인식 알고리즘은 색소 면적을 식별하며 치료가 그 후 이 면적(235)에 행해진다. 스캐너는 그 후 조작자에 의해 도면들에 도시된 바와 같이 우측으로 이동된다(도 23b). 조작자는 새로운 카메라 이미지(236)에서 이전 카메라 이미지(230)와 몇몇 중첩이 있음을 검증할 필요가 있다. 이러한 중첩은 234 및 232(이전 및 현재 이미지 중첩 면적)에서 명시적으로 도시된다. 이러한 중첩을 사용하여, 이미지들(231 및 236)이 스티칭되며, 새로운 치료 면적이 이제 패턴 인식 알고리즘에 의해 식별되지만, 이전 단계(235)에서 이미 치료된 면적이 마스킹된다. 따라서, 새로운 스캔 면적(237)이 정의되며 스캔은 이전 스캔과 중첩 없이 수행된다(도 23c). 조작자는 그 후 스캐너를 면적의 중간-좌측으로 이동시킨다(도 23d). 이때 새로운 이미지에서의 면적(239)에 비교하여 제 1 이미지의 면적(233)과의 중첩이 발견된다. 스티칭 알고리즘은 치료를 위한 면적(230)을 정의하며 스캔이 수행된다(도 23e). 피부인 경우 레이저 치료에서 빈번함에 따라 피부 미백(또한 프로스팅으로 불리움)으로 인해 치료된 피부가 때때로 외관에서 상당히 상이하므로, 스티칭 알고리즘은 치료되지 않은 피부에 의존한다는 것이 주의되어야 한다. When treating an area larger than the maximum scanning field or a curved area that cannot be treated in one scan, the treatment can be divided into several segments. The operator manually places the scanner over each segment and starts the pattern recognition algorithm. Based on the previous images compared to the current image, an appropriate stitching algorithm identifies the treated previous segments and thus avoids treating the areas twice or missing some areas. This algorithm is shown in Figs. 23A-23E. In a first step (Fig. 23A), the scanner is placed over the top-left area of the area to be treated. Camera 207 captures an area 230, which is larger than the scanner maximum field 231. The pattern recognition algorithm identifies the pigment area and treatment is then performed on this area 235. The scanner is then moved to the right as shown in the figures by the operator (Fig. 23B). The operator needs to verify that there is some overlap with the old camera image 230 in the new camera image 236. This overlap is explicitly shown at 234 and 232 (the previous and current image overlap area). Using this superposition, images 231 and 236 are stitched, and the new treatment area is now identified by the pattern recognition algorithm, but in the previous step 235 the already treated area is masked. Accordingly, a new scan area 237 is defined and the scan is performed without overlapping with the previous scan (FIG. 23C). The operator then moves the scanner to the middle-left of the area (Fig. 23D). In this case, an overlap with the area 233 of the first image is found compared to the area 239 in the new image. The stitching algorithm defines an area 230 for treatment and a scan is performed (FIG. 23E). In the case of skin, it should be noted that the stitching algorithm depends on the untreated skin, as the treated skin sometimes differs significantly in appearance due to skin whitening (also called frosting) as it is frequent in laser treatment.

컨투어링된 면적들을 치료할 때, 상기 프로세스는 측정된 곡률 데이터를 사용하여 합쳐진 이미지로 카메라 이미지의 투사의 중간 단계를 갖고 반복될 수 있다. 이들 알고리즘들은 이 기술분야의 숙련자들에게 알려진다. 크고 및/또는 컨투어링된 치료 면적들을 조합하는 것이 그 후 용이하다. When treating the contoured areas, the process can be repeated with an intermediate step of the projection of the camera image into a combined image using the measured curvature data. These algorithms are known to those skilled in the art. It is then easy to combine large and/or contoured treatment areas.

부가적으로, 미리 정의된 규칙 세트(보통 특정 컬러들에 대한 레이저들)에 기초하여, 패턴 인식 알고리즘은 특정 색소 컬러들을 식별하였으며 치료 레이저 파장을 추천한다.Additionally, based on a predefined set of rules (usually lasers for specific colors), the pattern recognition algorithm has identified specific pigment colors and recommends a therapeutic laser wavelength.

문신 크기에 의존하여 수 초 이상 걸릴 수 있는, 메인 레이저 스캔 동안(상기 참조), 피험체는 움직일 수 있다. 이러한 이유로, 카메라는 치료 면적을 계속해서 이미징하며 움직임에 대해 모니터링할 수 있다. 스캐닝 동안 메인 레이저로부터의 반사에 의해 눈앞이 보이지 않게 하지 않도록, 전동식 광학 필터(209)(도 20 참조)가 다양한 레이저 파장들을 차단하기 위해 치료 스캔 동안 사용될 수 있다.During the main laser scan (see above), which may take several seconds or longer, depending on the size of the tattoo, the subject is able to move. For this reason, the camera can continuously image the treatment area and monitor motion. A motorized optical filter 209 (see FIG. 20) can be used during a treatment scan to block various laser wavelengths so as not to be blinded by reflections from the main laser during scanning.

조명 소스들(206)(도 20)은 특별하게 선택된 LED들이다. LED 중 일부는 주로 가시 범위 "백색" 광을 방출할 수 있다. 이것들은 알고리즘에 의해 색소 면적들의 패턴 인식을 위해 사용된다. 몇몇 실시예들에서, 다른 LED들은 UV 범위에 특정적일 수 있으며 및/또는 다른 것들은 IR 범위에 특정적일 수 있다. 여러 이미지들은 상이한 조명 소스들을 사용하여 취해질 수 있다. UV 이미지들은 피부에서 다양한 착색에 대한 정보를 추출하지만, IR 이미지들은 IR 파장 레이저의 흡수를 가늠하기 위해 사용된다. The illumination sources 206 (FIG. 20) are specially selected LEDs. Some of the LEDs can primarily emit "white" light in the visible range. These are used by the algorithm for pattern recognition of pigment areas. In some embodiments, other LEDs may be specific to the UV range and/or others may be specific to the IR range. Several images can be taken using different illumination sources. UV images extract information about various pigmentations in the skin, but IR images are used to gauge the absorption of IR wavelength lasers.

이 시스템은 배치를 자동으로 수행하기 위해 6-축 로봇과 통합될 수 있다(도 24). 이것은 시스템의 활용 및 정확도를 추가로 증가시킬 수 있다.This system can be integrated with a 6-axis robot to automatically carry out the placement (Figure 24). This can further increase the utilization and accuracy of the system.

예 6 Example 6

임상 실험이 보여주는 바와 같이, 레이저 치료 세션에서, 10 내지 20분의 피험체 준비 및 사후-치료 케어의 최소 기간이 있을 수 있다. 실제 순 레이저 치료 시간은 동일하거나 또는 훨씬 빠를 수 있다: 상기 예 1에서의 시스템을 사용하여 200cm2 면적의 문신들에 대해 대략 20분; 예 5의 시스템을 사용할 때 약 2분 미만(200cm2는 임상 실험에 기초하여 제거될 가장 일반적인 문신 면적이다). 이것은 더 낮은 투자 수익율을 초래하는 레이저 및 시스템의 낮은 활용을 내포한다. As clinical trials show, in a laser treatment session, there may be a minimum period of 10 to 20 minutes of subject preparation and post-treatment care. The actual net laser treatment time may be the same or much faster: approximately 20 minutes for tattoos of 200 cm2 area using the system in Example 1 above; Less than about 2 minutes when using the system of Example 5 (200 cm2 is the most common tattoo area to be removed based on clinical trials). This implies low utilization of the laser and system resulting in a lower return on investment.

상기를 완화시키기 위한 해법은 단일 치료 레이저 시스템에 의해 지원된, 본 발명에 따른 2-치료실 설비이다. 도 25를 참조하면, 시스템은 하나의 치료 레이저 시스템(여러 파장들을 가진)(253), 제어 유닛(254), 두 개의 치료실들(251, 252)에서의 두 개의 워크 헤드들(256, 257)(예컨대, 예 1 또는 예 5에서 설명된 바와 같이), 및 전동식 플립 미러(255)를 포함한다. 각각의 치료실은 또한 치료 의자 및 치료를 행하기 위해 요구되는 모든 것을 포함한다. 본 실시예에서, 플립 미러는, 제자리에 있을 때, 룸 #1(252)의 워크 헤드로 레이저 방사선을 조향시킨다. 플립 미러가 광학 경로 밖에 있을 때, 레이저는 제 2 치료실 및 스캐너 헤드(256)로 지향된다. 광학 세부사항들 및 플립 미러는 이 기술분야의 사람들에게 잘 알려져 있으며 여기에서 상세하게 설명되지 않는다. 제어 유닛은 플립 미러의 부가적인 제어를 갖고, 예 1 또는 예 5에서 설명된 것들과 매우 유사할 수 있다. 워크 헤드는 이전 예들에서 설명된 것: 관절식 암, 스캐너 등과 동일하다. A solution to alleviate this is a two-treatment room facility according to the invention, supported by a single treatment laser system. Referring to FIG. 25, the system comprises one treatment laser system (with multiple wavelengths) 253, a control unit 254, and two work heads 256, 257 in two treatment rooms 251, 252. (Eg, as described in Example 1 or Example 5), and a motorized flip mirror 255. Each treatment room also includes a treatment chair and everything required to perform the treatment. In this embodiment, the flip mirror, when in place, steers the laser radiation to the workhead in room #1 252. When the flip mirror is out of the optical path, the laser is directed to the second treatment room and scanner head 256. The optical details and flip mirror are well known to those in the art and are not described in detail here. The control unit has the additional control of the flip mirror and can be very similar to those described in Examples 1 or 5. The work head is the same as described in the previous examples: articulated arm, scanner, etc.

하나의 피험체가 제 1 룸(252)에서 치료됨에 따라, 제 2 피험체는 제 2 룸(251)에서 치료를 위해 준비될 수 있다. 제어 유닛(254)은 제 2 룸 워크 헤드(256)로부터의 명령들이 무시되는 동안 제 1 룸 워크 헤드(257)로부터의 조작자 명령들을 수용하도록 동작 가능하다. 일단 치료가 제 1 룸에서 완료되면(조작자가 워크 헤드를 턴 오프하는 것에 의해 시그널링됨), 제어기는 플립 미러를 토글링하며 제 2 워크 헤드(256)로부터 수신될 그것의 제어 명령들을 우회시킨다. 이제 치료할 준비가 된, 제 2 룸에서의 피험체는 치료를 시작하며, 제 1 룸에서의 제 1 피험체는 사후-치료 케어를 받을 수 있다. 제 1 룸은 나중에 청소가 되며, 다음 피험체가 치료를 위해 준비되고, 따라서 그/그녀는 제 2 룸에서의 피험체가 치료를 마친다면 치료할 준비를 한다. As one subject is treated in the first room 252, the second subject may be prepared for treatment in the second room 251. The control unit 254 is operable to receive operator commands from the first room work head 257 while commands from the second room work head 256 are ignored. Once treatment is completed in the first room (signaled by the operator turning off the work head), the controller toggles the flip mirror and bypasses its control commands to be received from the second work head 256. The subject in the second room, now ready to be treated, begins treatment, and the first subject in the first room can receive post-treatment care. The first room is cleaned later, and the next subject is prepared for treatment, so he/she is ready to be treated if the subject in the second room has finished treatment.

설비 레이아웃은 예 1 또는 예 5의 워크 헤드 중 어느 하나에 대해 대략 2 배수만큼 활용도를 개선한다. 예 1의 것과 같은 시스템에 대해, 20-분 평균 치료 시간을 갖고, 활용도는 오버헤드(사전- 사후- 피험체 케어)로서 90%를 초과할 수 있으며 치료 시간들은 유사할 수 있다. 예 5의 것(자동화된 면적 스캐닝)과 유사한 스캔 헤드를 사용하여, 치료 레이저가 사실상 스캐닝하는 시간이 여전히 낮으므로(20 내지 30분마다 약 4분), 비교적 낮은 활용도가 여전히 발생한다. 이것은 다음의 예들에서 처리될 것이다.The facility layout improves utilization by approximately a factor of two for either the workheads of Example 1 or Example 5. For a system such as that of Example 1, with a 20-minute average treatment time, utilization may exceed 90% as overhead (pre-post-subject care) and treatment times may be similar. Using a scan head similar to that of Example 5 (automated area scanning), since the time for the treatment laser to actually scan is still low (about 4 minutes every 20 to 30 minutes), relatively low utilization still occurs. This will be handled in the following examples.

예 7 Yes 7

예 6에서 논의된 바와 같이, 피험체 사전- 및 사후-케어에 의해 낮아진, 전체 활용도를 증가시키는 것이 유리하다. 시스템에서 가장 비싼 구성요소는 치료 레이저이다. 3배만큼 시스템 활용도를 증가시키기 위한 시스템이 이제 도 26을 참조하여 설명된다. As discussed in Example 6, it is advantageous to increase the overall utilization, lowered by subject pre- and post-care. The most expensive component in the system is the therapeutic laser. A system for increasing system utilization by a factor of 3 is now described with reference to FIG. 26.

치료를 위해 요구된 것보다 3 내지 4배 더 높은 펄스 에너지가 가능한 레이저(즉, 10 내지 150mJ가 가능한 레이저)를 사용하여, 레이저 빔은 독립적으로 작동하도록 셋 업되는 3개의 치료 면적들(261, 262, 267) 사이에서 수동적으로 나뉜다. Using a laser capable of pulse energy 3 to 4 times higher than required for treatment (i.e., a laser capable of 10 to 150 mJ), the laser beam is set up to operate independently of three treatment areas 261, 262, 267).

레이저(263)는 전용 빔 스플리터(264)에 의해 에너지에서 1:2의 비로 나뉘는 강력한 펄스를 방출한다. 더 작은 펄스(원래의 1/3)는 제 1 치료실(262)로 전파된다. 큰 펄스(2/3 또는 원래)는 제 2 빔 스플리터(265)의 방향으로 계속해서 전파되며, 여기에서 그것은 1:1로 나뉘고 제 2 룸(261) 및 제 3 룸(267)으로 동시에 향해진다. 따라서, 3개 치료실들 모두는 원래 펄스 에너지의 약 33%를 수신한다. The laser 263 emits a powerful pulse divided by a ratio of 1:2 in energy by a dedicated beam splitter 264. Smaller pulses (one third of the original) propagate to the first treatment room 262. A large pulse (2/3 or original) continues to propagate in the direction of the second beam splitter 265, where it is divided by 1:1 and directed to the second room 261 and the third room 267 at the same time. . Thus, all three treatment rooms receive about 33% of the original pulse energy.

각각의 치료실에서, 레이저 방사선은 개별적으로 각각의 룸으로부터의 제어 신호들에 따라 독립적으로 변조된다. 이것은 예를 들어, 룸(267)에 대한 포켈 셀 광학 변조기(266)를 사용하여 달성될 수 있다. 따라서 3개의 독립적인 워크 헤드들은 3개의 별개의 면적들에서 동작적이다. 치료 레이저(263)는 연속적으로 작동하며, 따라서 그것의 출력에서 사용된 임의의 광학 변조기는 요구되지 않는다. 실제로는, 이 변조기는 사실상 3개의 룸들의 각각에 위치된다. 사용되지 않은 펄스들은 빔 덤프 및 각각의 광학 변조기의 끝에서 발산된다. In each treatment room, the laser radiation is individually modulated according to the control signals from each room. This can be achieved, for example, using a Pockel cell optical modulator 266 for the room 267. Thus, the three independent work heads are operative in three distinct areas. The treatment laser 263 operates continuously, so no optical modulator used at its output is required. In practice, this modulator is actually located in each of the three rooms. Unused pulses are emitted at the beam dump and at the end of each optical modulator.

따라서, 레이저의 활용은 더 비싼 레이저 및 3개의 전용 광학 변조기들의 비용으로, 3배만큼 증가된다. Thus, the utilization of the laser is increased by a factor of three, at the cost of a more expensive laser and three dedicated optical modulators.

예컨대, 6-룸 설비를 갖고 활용 시 6배 개선을 달성하기 위해 이전의 것과 이 실시예를 조합하는 것이 자명할 것이다.For example, it would be obvious to combine this embodiment with the previous one to achieve a six-fold improvement in utilization with a six-room facility.

예 8 Example 8

상기 예 7에서, 3 내지 4배 더 높은 펄스 에너지를 가진 치료 레이저는 동시에 3개의 치료실로 나뉜다. 펄스 에너지를 스케일링하는 것은 일반적으로 레이저 다운시간을 감소시키는데 유리하지만, 레이저 비용들이 통상적으로 펄스 에너지에 따라 오르므로, 그것이 항상 최고의 접근법인 것은 아니다. 반대로, 동일한 펄스 에너지를 유지하면서 펄스 반복률을 증가시키는 것은(즉, 평균 파워를 증가시키는 것은) 보통 더 유리하게 스케일링한다. 이것은 평균 파워를 증가시키는 것이 펌프 소스들을 스케일링하고 열 부하를 다루는 것을 수반하지만(1차 근사법으로), 펄스 에너지를 스케일링하는 것이 게다가 내부 레이저 표면들에 대한 레이저 유도 광학 손상을 다루는 것을 수반하기 때문이며, 이것은 빔 면적을 스케일링하고 그에 따라 광학 구성요소들의 크기 및 비용을 증가시킴으로써 완화된다. In Example 7 above, a treatment laser with a pulse energy 3 to 4 times higher is divided into three treatment rooms at the same time. Scaling the pulse energy is generally beneficial to reduce the laser downtime, but it is not always the best approach, as laser costs typically rise with the pulse energy. Conversely, increasing the pulse repetition rate (ie, increasing the average power) while maintaining the same pulse energy usually scales more advantageously. This is because increasing the average power entails scaling the pump sources and dealing with the heat load (with a first order approximation), but scaling the pulse energy also entails dealing with the laser induced optical damage to the inner laser surfaces. This is mitigated by scaling the beam area and thus increasing the size and cost of the optical components.

본 예에서, 단일 레이저를 갖고 3개의 치료 면적들을 지원하는 치료소가 설명된다. 여기에서 3배 더 높은 반복률, 예컨대 600 내지 3000Hz지만 유사한 펄스 에너지 1 내지 30mJ의 레이저(단일 룸 치료소 레이저에 비교하여)가 사용된다. In this example, a treatment room with a single laser and supporting three treatment areas is described. Here a three-fold higher repetition rate, e.g. 600 to 3000 Hz, but a similar pulse energy of 1 to 30 mJ (compared to a single room treatment room laser) is used.

도 27을 참조하면, 레이저 룸(270)은 상기 특정된 치료 레이저(271), 3개의 고속 광학 변조기들(포켈 셀)(273, 274, 275), 제어 유닛(292) 및 빔 덤프(276)를 포함한다. 변조기들은 보통 스위치 오프되어, 레이저 출력(272)이 빔 덤프(276)로 방해받지 않고 이동하도록 허용한다. 변조기들(273, 274, 275) 중 하나가 턴 온될 때, 방사선 모두는 대응하는 치료실의 방향으로 약 90도만큼 편향된다. 방사선은 그 후 상기 치료실에서 워크 헤드에 이른다. Referring to Fig. 27, the laser room 270 includes the specified treatment laser 271, three high-speed optical modulators (Pokel cell) 273, 274, 275, a control unit 292 and a beam dump 276. Includes. The modulators are usually switched off, allowing the laser output 272 to move unhindered to the beam dump 276. When one of the modulators 273, 274, 275 is turned on, all of the radiation is deflected by about 90 degrees in the direction of the corresponding treatment room. The radiation then reaches the work head in the treatment room.

변조기들은 공칭 레이저 주파수의 1/3에서 제어 유닛(292)에 의해 선택적으로 턴 온되고 그것들 사이에서 하나의 사이클 시간의 상을 가지며, 이것은 변조기들 중 제 1의 것이 단지 매 3개의 펄스들에서 한 번 개방될 수 있고, 변조기들 중 제 2의 것이 다음 펄스에 대해 한 번 개방되며 그 후 제 2로부터 매 제 3 펄스마다 개방된다는 것을 의미한다. 사실상, 조합한 변조기들은 레이저로부터의 펄스 트레인을 다운-샘플링하며, 각각의 치료실은 매 3개의 펄스들 중 제 1, 제 2 또는 제 3 펄스마다 수신한다. The modulators are selectively turned on by the control unit 292 at 1/3 of the nominal laser frequency and have a phase of one cycle time between them, which means that the first of the modulators is only one in every three pulses. It can be opened once, meaning that the second of the modulators is opened once for the next pulse and then every third pulse from the second. In fact, the combined modulators down-sample the pulse train from the laser, with each treatment room receiving every first, second or third of every three pulses.

다운-샘플링 외에, 변조기들은 단지 그것들의 대응하는 치료실로부터의 레이징에 대한 요구가 있을 때 펄스들을 조향시킨다. 상세한 타이밍 도가 도 28에서 도시된다. 레이저 펄스들은 어두운 직사각형들(310)로 묘사되지만, x 축은 시간을 나타낸다. 레이저 출력(272)으로부터의 원래 펄스 트레인은 300에 도시된다. 참조 번호 301은 두 개의 별개의 시간 기간들에서 치료 스캔을 요청하는, 제 1 치료실 워크 헤드로부터의 신호를 나타낸다. 302에서, 치료실(281)에서의 워크 헤드(292)에 도달한, 제 1 변조기(272)의 출력이 도시된다. 대응하는 워크 헤드로부터의 요청이 있을 때, 레이저로부터의 제 3 펄스마다 제 1 룸으로 조향된다. 남아있는 펄스들(303)은 제 2 변조기(274)의 방향으로 계속된다. 304에서, 제 2 룸 워크 헤드(279)로부터의 요청된 치료 신호는 제 2 치료실(278)의 방향으로 제 2 변조기(274)에 의해 편향되는 펄스들과 함께 도시되며 결국 워크 헤드(279)에 도달한다. 편향되지 않은 펄스들(305)은 제 3 변조기(275)를 향해 계속된다. 숫자 306은 제 3 워크 헤드의 요청된 치료 신호 및 제 3 룸에 도달한 결과 펄스들을 나타낸다. 편향되지 않은 펄스들(307)은 결국 그것들이 흡수되는 빔 덤프(276)에 도달한다. Besides down-sampling, the modulators only steer the pulses when there is a demand for lasing from their corresponding treatment room. A detailed timing diagram is shown in FIG. 28. The laser pulses are depicted as dark rectangles 310, but the x axis represents time. The original pulse train from laser output 272 is shown at 300. Reference numeral 301 denotes a signal from the first treatment room workhead requesting a treatment scan in two separate time periods. At 302, the output of the first modulator 272, which has reached the work head 292 in the treatment room 281, is shown. Upon request from the corresponding work head, it is steered to the first room every third pulse from the laser. The remaining pulses 303 continue in the direction of the second modulator 274. At 304, the requested treatment signal from the second room workhead 279 is shown with pulses deflected by the second modulator 274 in the direction of the second treatment room 278 and eventually to the workhead 279. Reach. Unbiased pulses 305 continue towards the third modulator 275. Numeral 306 represents the requested treatment signal of the third workhead and the resulting pulses reaching the third room. The unbiased pulses 307 eventually reach the beam dump 276 where they are absorbed.

요약하기 위해, 3개의 고속 광학 변조기들은 3개의 치료실들을 동시에 및 독립적으로 치료하기 위해 고 펄스 반복률 레이저를 이용하며, 따라서 레이저의 높은 활용을 달성하고 양호한 투자 수익을 생성한다. 3개의 변조기들이 3개의 치료 면적들에 대응하는 워크 헤드들로 레이저 광의 연속 펄스들을 조향시키기 위해 사용되지만, 이 기술분야의 숙련자들은 다른 실시예들에서, 레이저의 원래 펄스 반복률에 의존하여, 더 적은 또는 더 많은 변조기들이 2 또는 4 이상의 치료실들로 빔을 선택적으로 조향시키기 위해 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. To summarize, the three high-speed optical modulators use a high pulse repetition rate laser to treat three treatment rooms simultaneously and independently, thus achieving high utilization of the laser and generating a good return on investment. Although three modulators are used to steer successive pulses of laser light to the workheads corresponding to the three treatment areas, those skilled in the art have in other embodiments, depending on the original pulse repetition rate of the laser, less Or it will be appreciated that more modulators may be used to selectively steer the beam to two or more treatment rooms.

컴퓨팅 디바이스들 및 시스템들Computing devices and systems

본 출원에서 설명된 및/또는 예시된 컴퓨팅 디바이스들 및 시스템들은 컴퓨터-판독 가능한 지시들을 실행할 수 있는 임의의 유형 또는 형태의 컴퓨팅 디바이스 또는 시스템을 광범위하게 나타낸다. 그것들의 가장 기본적인 구성에서, 이들 컴퓨팅 디바이스(들)는 각각 적어도 하나의 메모리 디바이스 및 적어도 하나의 물리 프로세서를 포함할 수 있다. The computing devices and systems described and/or illustrated in this application broadly represent any type or form of computing device or system capable of executing computer-readable instructions. In their most basic configuration, these computing device(s) may each include at least one memory device and at least one physical processor.

몇몇 예들에서, 용어 "메모리 디바이스"는 일반적으로 데이터 및/또는 컴퓨터-판독 가능한 지시들을 저장할 수 있는 임의의 유형 또는 형태의 휘발성 또는 비-휘발성 저장 디바이스 또는 매체를 나타낸다. 메모리 디바이스들의 예들은, 제한 없이, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 플래시 메모리, 하드 디스크 드라이브들(HDD들), 고체-상태 드라이브들(SSD들), 광학 디스크 드라이브들, 캐시들, 이것 중 하나 이상의 변형들 또는 조합들, 또는 임의의 다른 적절한 저장 메모리를 포함한다. In some examples, the term “memory device” generally refers to any type or form of volatile or non-volatile storage device or medium capable of storing data and/or computer-readable instructions. Examples of memory devices include, without limitation, random access memory (RAM), read-only memory (ROM), flash memory, hard disk drives (HDDs), solid-state drives (SSDs), optical disk drives, Caches, variations or combinations of one or more of these, or any other suitable storage memory.

몇몇 예들에서, 용어 "물리 프로세서"는 일반적으로 컴퓨터-판독 가능한 지시들을 해석하고 및/또는 실행할 수 있는 임의의 유형 또는 형태의 하드웨어-구현된 프로세싱 유닛을 나타낸다. 물리 프로세서들의 예들은, 제한 없이, 마이크로프로세서들, 마이크로제어기들, 중앙 프로세싱 유닛들(CPU들), 소프트코어 프로세서들을 구현하는 필드-프로그램 가능한 게이트 어레이들(FPGA들), 애플리케이션-특정 집적 회로들(ASIC들), 이것 중 하나 이상의 부분들, 이것 중 하나 이상의 변형들 또는 조합들, 또는 임의의 다른 적절한 물리 프로세서를 포함한다.In some examples, the term “physical processor” generally refers to any type or form of hardware-implemented processing unit capable of interpreting and/or executing computer-readable instructions. Examples of physical processors include, without limitation, microprocessors, microcontrollers, central processing units (CPUs), field-programmable gate arrays (FPGAs) implementing softcore processors, application-specific integrated circuits. (ASICs), one or more portions of this, one or more variations or combinations of these, or any other suitable physical processor.

본 출원에서 설명된 및/또는 예시된 단계들의 프로세스 파라미터들 및 시퀀스는 단지 예로서 제공되며 원하는 대로 변경될 수 있다. 예를 들어, 여기에서 예시된 및/또는 설명된 단계들은 특정한 순서로 도시되거나 또는 논의될 수 있지만, 이들 단계들은 반드시 예시되거나 또는 논의된 순서로 수행될 필요는 없다. 본 출원에서 설명된 및/또는 예시된 다양한 대표적인 방법들은 또한 본 출원에서 설명된 또는 예시된 단계들 중 하나 이상을 생략하거나 또는 개시된 것들 외에 부가적인 단계들을 포함할 수 있다. The process parameters and sequence of steps described and/or illustrated in this application are provided by way of example only and can be changed as desired. For example, the steps illustrated and/or described herein may be shown or discussed in a particular order, but these steps need not necessarily be illustrated or performed in the order discussed. The various representative methods described and/or illustrated in this application may also omit one or more of the steps described or illustrated in this application or include additional steps in addition to those disclosed.

본 출원에서 설명된 실시예들 중 임의의 것으로부터의 특징들은 본 출원에서 설명된 일반적인 원리들에 따라 서로 조합하여 사용될 수 있다. 이들 및 다른 실시예들, 특징들, 및 이점들은 첨부된 도면들 및 청구항들과 함께 앞서 말한 상세한 설명을 판독할 때 보다 완전하게 이해될 것이다.Features from any of the embodiments described in this application may be used in combination with each other according to the general principles described in this application. These and other embodiments, features, and advantages will be more fully understood upon reading the foregoing detailed description in conjunction with the accompanying drawings and claims.

이전 설명은 이 기술분야의 숙련자들이 여기에서 개시된 대표적인 실시예들의 다양한 양상들을 활용할 수 있게 하기 위해 제공되었다. 이러한 대표적인 설명은 철저하거나 또는 개시된 임의의 정확한 형태로 제한되도록 의도되지 않는다. 많은 수정들 및 변화들이 본 개시의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 가능하다. 여기에서 개시된 실시예들은 모든 면들에서 예시적이며 제한적이지 않도록 고려되어야 한다. 참조는 본 개시의 범위를 결정할 때 첨부된 청구항들 및 그것들의 등가물들에 대해 이루어져야 한다. The previous description has been provided to enable any person skilled in the art to utilize the various aspects of the exemplary embodiments disclosed herein. This representative description is not intended to be exhaustive or to be limited to any precise form disclosed. Many modifications and changes are possible without departing from the spirit and scope of this disclosure. The embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and should be considered so as not to be limiting. Reference should be made to the appended claims and their equivalents when determining the scope of this disclosure.

참고문헌(References)References

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Claims (116)

피부과 치료의 방법에 있어서,
레이저 광의 펄스화된 빔(pulsed beam)으로 치료될 피험체(subject)의 피부의 면적을 조사하는 단계(irradiating)를 포함하며; 상기 레이저 광이 적어도 약 50 GW/㎠의 강도 및 약 0.1 내지 100ps의 범위에서의 펄스 폭을 갖는 것을 특징으로 하는, 방법.
In the method of dermatological treatment,
Irradiating an area of the skin of a subject to be treated with a pulsed beam of laser light; Wherein the laser light has an intensity of at least about 50 GW/cm 2 and a pulse width in the range of about 0.1 to 100 ps.
청구항 1에 있어서,
상기 레이저 광의 빔은 연속 펄스들이 상기 면적의 상이한 부분들에 닿으며 상기 면적의 각각의 부분이 단일 치료 내에서 상기 레이저 광의 하나의 펄스를 수신하도록 상기 치료될 면적에 대해 이동되는, 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the beam of laser light is moved relative to the area to be treated such that successive pulses strike different portions of the area and each portion of the area receives one pulse of the laser light within a single treatment.
청구항 2에 있어서,
상기 피부의 면적의 상이한 부분들은 서로 대체로 중첩하지 않는, 방법.
The method according to claim 2,
The method, wherein the different portions of the area of the skin do not generally overlap each other.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 펄스 레이저 광은 약 0.5 내지 10 J/㎠의 표피 깊이에서의 플루엔스(fluence)를 갖는, 방법.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The method of claim 1, wherein the pulsed laser light has a fluence at an epidermal depth of about 0.5 to 10 J/cm 2.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이저 광의 강도는 적어도 3개의 상이한 컬러들의 착색 또는 병변의 제거가 가능한, 방법.
The method according to any one of claims 1 to 4,
The method, wherein the intensity of the laser light allows for the removal of lesions or pigmentation of at least three different colors.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이저 광은 약 0.1 내지 1 TW/㎠의 강도를 갖는, 방법.
The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the laser light has an intensity of about 0.1 to 1 TW/cm 2.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이저 광은 적어도 약 0.5ps, 바람직하게는 적어도 1.0ps의 펄스 폭을 갖는, 방법.
The method according to any one of claims 1 to 6,
Wherein the laser light has a pulse width of at least about 0.5 ps, preferably at least 1.0 ps.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이저 광은 약 35ps 미만, 바람직하게는 약 25ps 미만의 펄스 폭을 갖는, 방법.
The method according to any one of claims 1 to 7,
Wherein the laser light has a pulse width of less than about 35 ps, preferably less than about 25 ps.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이저 광은 범위 약 1 내지 15ps, 바람직하게는 약 1 내지 10ps에서의 펄스 폭을 갖는, 방법.
The method according to any one of claims 1 to 8,
Wherein the laser light has a pulse width in the range of about 1 to 15 ps, preferably about 1 to 10 ps.
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이저 광은 직경 약 2mm 미만의 피부에서의 스팟 크기를 갖는, 방법.
The method according to any one of claims 1 to 9,
Wherein the laser light has a spot size in the skin of less than about 2 mm in diameter.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이저 광은 약 0.1 내지 1.0mm; 바람직하게는 약 0.5 내지 1.0mm의 스팟 크기를 갖는, 방법.
The method according to any one of claims 1 to 10,
The laser light is about 0.1 to 1.0 mm; Preferably having a spot size of about 0.5 to 1.0 mm.
청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피험체(subject)의 피부에 입사된 레이저 광의 각각의 펄스의 플루엔스 및 상기 스팟 크기는 상기 플루엔스가 약 0.5 내지 10 J/㎠의 범위에 있으며 상기 스팟 크기가, 상기 피부가 피부에 대한 손상을 발생시키는 임계 지속기간보다 긴 동안 44℃보다 높은 온도를 겪지 않게 상기 피부들이 조사 후 충분히 빠르게 진정되도록 하기 위해 제어되는, 방법.
The method according to any one of claims 1 to 11,
The fluence and the spot size of each pulse of the laser light incident on the skin of the subject is in the range of about 0.5 to 10 J/cm 2, and the spot size is The method of claim 1, wherein the skins are controlled to sooth quickly enough after irradiation that they do not experience temperatures higher than 44° C. for longer than a critical duration that causes damage.
피부과 치료의 방법에 있어서,
치료될 피험체의 피부의 면적에 걸쳐 레이저 광의 펄스화된 빔을 이동시키는 단계를 포함하며;
각각의 펄스는 스팟의 형태로 치료될 면적 내에서 상기 피험체의 피부의 상이한 부분에 충돌하고 표피 깊이에서 각각의 펄스의 플루엔스는 약 0.5 내지 10 J/㎠의 범위에 있으며; 상기 각각의 스팟의 크기는, 상기 피부가 피부에 대한 손상을 발생시키는 임계 지속기간보다 긴 동안 44℃보다 높은 온도를 겪지 않게 상기 피부들이 충분히 빠르게 진정되는 것을 특징으로 하는, 방법.
In the method of dermatological treatment,
Moving the pulsed beam of laser light over an area of the skin of the subject to be treated;
Each pulse impinges on a different portion of the subject's skin within the area to be treated in the form of a spot and the fluence of each pulse at the depth of the epidermis is in the range of about 0.5 to 10 J/cm 2; The method of claim 1, wherein the size of each spot is characterized in that the skins calm down sufficiently quickly so that the skin does not experience a temperature higher than 44° C. for longer than a critical duration that causes damage to the skin.
청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,
상기 스팟의 크기는 상기 피부의 열 이완 시간(thermal relaxation time)이 상기 피부에 대한 손상이 야기되기 전에 상기 피부가 초기 온도 상승을 견딜 수 있는 시간의 길이보다 짧도록 하는, 방법.
The method according to claim 12 or 13,
Wherein the size of the spot is such that the thermal relaxation time of the skin is shorter than the length of time the skin can withstand an initial temperature rise before damage to the skin is caused.
청구항 12 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열 이완 시간은 약 0.1초 내지 약 8초의 범위에 있는, 방법.
The method according to any one of claims 12 to 14,
Wherein the thermal relaxation time ranges from about 0.1 seconds to about 8 seconds.
청구항 12 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피험체의 피부 상에서 상기 레이저 광에 의해 생성된 스팟의 크기는 상기 피부의 온도가 약 51℃ 를 초과하여 상승하지 않으며 완화 시간 또는 단지 약 6초만을 제공하도록 하는, 방법.
The method according to any one of claims 12 to 15,
The method of claim 1, wherein the size of the spot generated by the laser light on the skin of the subject is such that the temperature of the skin does not rise above about 51° C. and provides a relaxation time or only about 6 seconds.
피부과 치료의 방법에 있어서,
치료될 피험체의 피부의 면적에 걸쳐 레이저 광의 펄스화된 빔을 이동시키는 단계를 포함하며;
각각의 펄스는 스팟의 형태로 치료될 면적 내에서 상기 피험체의 피부의 상이한 부분에 충돌하고 표피 깊이에서 각각의 펄스의 플루엔스는 약 0.5 내지 10 J/㎠의 범위에 있으며; 각각의 스팟이 약 2mm 미만의 최대 치수를 갖는 것을 특징으로 하는, 방법.
In the method of dermatological treatment,
Moving the pulsed beam of laser light over an area of the skin of the subject to be treated;
Each pulse impinges on a different portion of the subject's skin within the area to be treated in the form of a spot and the fluence of each pulse at the depth of the epidermis is in the range of about 0.5 to 10 J/cm 2; Wherein each spot has a maximum dimension of less than about 2 mm.
청구항 1 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이저 광은 약 1 내지 100mJ의 범위에서의 에너지 펄스를 상기 피부로 입력하는, 방법.
The method according to any one of claims 1 to 17,
Wherein the laser light inputs energy pulses in the range of about 1 to 100 mJ into the skin.
착색 제거의 방법에 있어서,
레이저 광의 펄스화된 빔이 각각의 펄스가 치료될 면적 내에서 피험체의 피부의 상이한 부분에 충돌하도록 상기 치료될 피험체의 피부의 면적 위에서 이동되는 복수의 연속적인 피부과 치료들을 포함하며;
각각의 펄스는 약 0.5 내지 10 J/㎠의 범위에서의 플루엔스를 가지며 상기 피부가, 피부에 대한 손상을 발생시키는 임계 지속기간보다 긴 동안 44℃보다 높은 온도를 겪지 않도록 충분히 작은 스팟의 형태로 상기 피험체의 피부에 충돌하고; 상기 피부과 치료들은 1 내지 3주마다 반복되는, 방법.
In the method of coloring removal,
A plurality of successive dermatological treatments in which a pulsed beam of laser light is moved over an area of the subject's skin to be treated such that each pulse impinges on a different portion of the subject's skin within the area to be treated;
Each pulse has a fluence in the range of about 0.5 to 10 J/cm 2 and in the form of a spot small enough so that the skin does not experience temperatures above 44° C. for longer than the critical duration causing damage to the skin. Colliding with the subject's skin; The method, wherein the dermatological treatments are repeated every 1-3 weeks.
청구항 19에 있어서,
최대 4회 치료들은 1 내지 3주, 바람직하게는 1 내지 2주의 휴식 기간에 앞서, 동일한 날에 실행되는, 방법.
The method of claim 19,
The method, wherein at most 4 treatments are carried out on the same day, prior to a rest period of 1 to 3 weeks, preferably 1 to 2 weeks.
청구항 19 또는 청구항 20에 있어서,
각각의 피부과 치료는 청구항 1 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 따라 실행되는, 방법.
The method according to claim 19 or 20,
Each dermatological treatment is carried out according to any one of claims 1 to 18.
청구항 13, 청구항 17 또는 청구항 19 내지 청구항 21 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이저 광의 강도는 범위 109 내지 1010 W/㎠에 있는, 방법.
The method according to any one of claims 13, 17 or 19 to 21,
The method, wherein the intensity of the laser light is in the range of 10 9 to 10 10 W/cm 2.
청구항 1 내지 청구항 22 중 어느 한 항에 있어서,
둘 이상의 상이한 파장들의 레이저 광은 조합하여 사용될 수 있는, 방법.
The method according to any one of claims 1 to 22,
The method, wherein laser light of two or more different wavelengths can be used in combination.
청구항 23에 있어서,
1011 내지 1012 W/㎠의 강도를 가진 레이저 광의 제 1 펄스화된 빔은 109 내지 1010 W/㎠의 강도를 가진 제 2 펄스화된 빔 레이저 광과 조합하여 사용되는, 방법.
The method of claim 23,
A method, wherein a first pulsed beam of laser light having an intensity of 10 11 to 10 12 W/cm 2 is used in combination with a second pulsed beam laser light having an intensity of 10 9 to 10 10 W/cm 2.
청구항 24에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 펄스화된 빔들의 각각은 독립적으로 범위 0.5 내지 10 J/㎠에서의 플루엔스를 갖는, 방법.
The method of claim 24,
Wherein each of the first and second pulsed beams independently has a fluence in the range 0.5-10 J/cm 2.
청구항 24 또는 청구항 25에 있어서,
상기 제 1 빔은 선택적으로 800nm 또는 1030nm의 파장을 갖는 제 1 적외선(IR) 레이저에서 출력되고, 상기 제 2 빔은 선택적으로 532nm의 파장을 갖는 녹색 레이저, 또는 1064nm의 파장을 갖는 제 2 IR 레이저에서 출력되는, 방법.
The method of claim 24 or 25,
The first beam is selectively output from a first infrared (IR) laser having a wavelength of 800 nm or 1030 nm, and the second beam is a green laser optionally having a wavelength of 532 nm, or a second IR laser having a wavelength of 1064 nm Output from, how.
청구항 1 내지 청구항 26 중 어느 한 항에 있어서,
레이저 광의 연속 펄스들로 치료되는 피부의 면적의 별개의 부분들은 적어도 약 0.1mm만큼 서로 분리되는, 방법.
The method according to any one of claims 1 to 26,
The method, wherein the distinct portions of the area of the skin treated with successive pulses of laser light are separated from each other by at least about 0.1 mm.
피부과 치료의 방법에 있어서,
치료될 피험체의 피부의 면적에 걸쳐 레이저 광의 펄스화된 빔을 이동시키는 단계를 포함하며;
상기 빔은 상기 피험체의 피부에 레이저 광의 스팟을 형성하고 연속 펄스들은 약 0.5 내지 10 J/㎠의 범위에서 표피 깊이에서의 플루엔스를 가진 상기 면적의 상이한 각각의 부분들에 닿으며, 상기 부분들은 적어도 약 0.1mm만큼 서로 분리되는, 방법.
In the method of dermatological treatment,
Moving the pulsed beam of laser light over an area of the skin of the subject to be treated;
The beam forms a spot of laser light on the skin of the subject and successive pulses hit each of the different portions of the area with fluence at the depth of the epidermis in the range of about 0.5 to 10 J/cm 2, and the portion They are separated from each other by at least about 0.1 mm.
청구항 1 내지 청구항 26 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이저 광의 빔은 각각의 스팟 내에서 상기 빔의 강도가 상기 주변 영역에서 더 낮도록 외부 주변 영역에서 감쇠되는, 방법.
The method according to any one of claims 1 to 26,
Wherein the beam of laser light is attenuated in an outer peripheral area such that within each spot the intensity of the beam is lower in the peripheral area.
피부과 치료의 방법에 있어서,
각각의 펄스가 피험체의 피부에 레이저 광의 스팟을 생성하며 약 0.5 내지 10 J/㎠의 범위에서의 플루엔스를 갖는 레이저 광의 펄스화된 빔으로 치료될 상기 피험체의 피부의 면적을 조사하는 단계를 포함하며;
상기 레이저 광의 빔은 연속 펄스들이 상기 면적의 상이한 부분들에 닿도록 상기 치료될 면적 위에서 이동되며, 상기 빔은 그 강도가 상기 빔의 나머지보다 주변 외부 영역에서 더 낮도록 감쇠되는, 방법.
In the method of dermatological treatment,
Each pulse generates a spot of laser light on the subject's skin and irradiating the area of the subject's skin to be treated with a pulsed beam of laser light having a fluence in the range of about 0.5 to 10 J/cm 2 Includes;
Wherein the beam of laser light is moved over the area to be treated such that successive pulses hit different portions of the area, the beam being attenuated such that its intensity is lower in the surrounding outer area than the rest of the beam.
청구항 1 내지 청구항 30 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이저 광의 펄스들은 이웃하는 로우(row)들이 연속적으로 조사되지 않음을 보장하는 시퀀스에 따라 조사되는 스팟들의 다수의 인접한 로우들을 포함한 패턴으로 상기 피부로 지향되는, 방법.
The method according to any one of claims 1 to 30,
The method of claim 1, wherein the pulses of laser light are directed to the skin in a pattern comprising a plurality of adjacent rows of spots that are irradiated according to a sequence ensuring that neighboring rows are not continuously irradiated.
청구항 1 내지 청구항 31 중 어느 한 항에 있어서,
상기 빔은 상기 치료될 면적에 걸쳐 스캔되는, 방법.
The method according to any one of claims 1 to 31,
The method, wherein the beam is scanned over the area to be treated.
청구항 32에 있어서,
상기 스캔된 빔은 광학 빔 조향(optical beam steering)에 의해 스캐닝 필드에 걸쳐 스캔되는, 방법.
The method of claim 32,
Wherein the scanned beam is scanned across a scanning field by optical beam steering.
청구항 33에 있어서,
상기 스캐닝 필드의 형태는 조정 가능한, 방법.
The method of claim 33,
The shape of the scanning field is adjustable.
청구항 34에 있어서,
상기 스캐닝 필드의 형태는 선택적으로 상이한 종횡비들을 갖는, 다수의 사전-설정된 형태들, 예컨대, 원형, 정사각형 및 직사각형으로부터 선택 가능한, 방법.
The method of claim 34,
The method, wherein the shape of the scanning field is selectable from a number of pre-set shapes, such as circular, square and rectangular, optionally having different aspect ratios.
청구항 33 내지 청구항 35 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스캐닝 필드의 윤곽(outline)을 보여주기 위해 상기 스캐닝 필드의 주변부 주위에서 가시 조준 빔을 계속해서 스캔하는 단계를 더 포함하는, 방법.
The method according to any one of claims 33 to 35,
Further comprising continuously scanning a visible aiming beam around a periphery of the scanning field to show an outline of the scanning field.
청구항 33 내지 청구항 36 중 어느 한 항에 있어서,
상기 빔은 바로 스캔된 부분에 인접하여 스캔될 상기 면적의 일 부분을 건너뛰고 상기 스캔된 부분으로부터 더 먼 부분들을 스캔한 후 돌아가는 것을 포함하는 구성 가능한 스캐닝 패턴으로 상기 스캐닝 필드에 걸쳐 스캔되는, 방법.
The method according to any one of claims 33 to 36,
Wherein the beam is scanned across the scanning field with a configurable scanning pattern comprising skipping a portion of the area to be scanned adjacent to the immediately scanned portion and scanning portions further away from the scanned portion and then returning. .
청구항 33 내지 청구항 36 중 어느 한 항에 있어서,
상기 빔은 레이저 광의 각각의 펄스가 상기 피험체의 피부의 상이한 각각의 부분에 입사되도록 상기 스캐닝 필드에 걸쳐 스캔되며, 상기 빔은 상기 피험체의 피부에 걸쳐 일련의 패스(pass)들에서 스캔되고 선택된, 인접하지 않은 부분들이 각각의 패스에서 조사되는, 방법.
The method according to any one of claims 33 to 36,
The beam is scanned across the scanning field such that each pulse of laser light is incident on each different portion of the subject's skin, the beam being scanned in a series of passes across the subject's skin The method, wherein selected, non-adjacent portions are examined in each pass.
청구항 33 내지 청구항 36 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이저 광의 빔은 연속 펄스들이 상기 치료될 면적의 상이한 부분들에 닿도록 일련의 선형 또는 곡선형 라인들에서 상기 스캐닝 필드에 걸쳐 스캔되는, 방법.
The method according to any one of claims 33 to 36,
The method, wherein the beam of laser light is scanned across the scanning field in a series of linear or curved lines such that successive pulses hit different portions of the area to be treated.
피부과 치료의 방법에 있어서,
각각의 펄스가 피험체의 피부에 레이저 광의 스팟을 생성하며 약 0.5 내지 10 J/㎠의 범위에서의 플루엔스를 갖는 레이저 광의 펄스화된 빔으로 치료될 피험체의 피부의 면적을 조사하는 단계를 포함하며;
상기 레이저 광의 빔은 연속 펄스들이 상기 치료될 면적의 상이한 부분들에 닿도록 일련의 선형 또는 곡선형 라인들에서 스캐닝 필드에 걸쳐 스캔되는, 방법.
In the method of dermatological treatment,
Each pulse generates a spot of laser light on the subject's skin, and irradiating the area of the subject's skin to be treated with a pulsed beam of laser light having a fluence in the range of about 0.5 to 10 J/cm2. Includes;
The method, wherein the beam of laser light is scanned across the scanning field in a series of linear or curved lines such that successive pulses hit different portions of the area to be treated.
청구항 39 또는 청구항 40에 있어서,
상기 라인들은 서로 병치(juxtapose)되어 스캔되며, 각각의 라인은 상기 피험체의 피부의 인접한 부분들로의 레이저 광의 복수의 연속 펄스들을 포함하는, 방법.
The method of claim 39 or 40,
The lines are scanned juxtaposed to each other, each line comprising a plurality of successive pulses of laser light to adjacent portions of the subject's skin.
청구항 41에 있어서,
인접한 라인들은 연속하여, 예컨대 래스터(raster) 스캐닝에 의해 또는 인터레이싱 방식(interlaced fashion)으로 스캔되는, 방법.
The method of claim 41,
Adjacent lines are scanned consecutively, for example by raster scanning or in an interlaced fashion.
청구항 39 내지 청구항 42 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 스캔된 라인 내에서의 상기 부분들은 순서를 벗어나(out of order) 조사되는, 방법.
The method according to any one of claims 39 to 42,
The portions within each scanned line are examined out of order.
청구항 43에 있어서,
각각의 라인은 다수의 패스들에서 스캔되고 상기 패스의 각각에서 선택된, 인접하지 않은 부분들이 조사되는, 방법.
The method of claim 43,
Each line is scanned in multiple passes and selected, non-adjacent portions in each of the passes are examined.
청구항 33 내지 청구항 44 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스캐닝 필드의 형태는 광학적, 예컨대 컴퓨터 비전에 의해 치료될 면적의 형태를 획득함으로써 자동으로 결정되는, 방법.
The method according to any one of claims 33 to 44,
The method, wherein the shape of the scanning field is determined automatically by obtaining the shape of the area to be treated optically, such as by computer vision.
청구항 1 내지 청구항 45 중 어느 한 항에 있어서,
상기 펄스화된 빔은 약 30Hz보다 큰, 바람직하게는 약 100Hz보다 큰; 선택적으로 200 내지 500Hz의 펄스 반복률(pulse repetition rate)을 갖는, 방법.
The method according to any one of claims 1 to 45,
The pulsed beam is greater than about 30 Hz, preferably greater than about 100 Hz; Optionally having a pulse repetition rate of 200 to 500 Hz.
청구항 1 내지 청구항 46 중 어느 한 항에 있어서,
상기 펄스화된 빔은 약 1000Hz 이상의 펄스 반복률을 갖는, 방법.
The method according to any one of claims 1 to 46,
Wherein the pulsed beam has a pulse repetition rate of at least about 1000 Hz.
피부과 치료의 방법에 있어서,
치료될 피험체의 피부의 면적의 적어도 부분의 하나 이상의 이미지들을 획득하기 위해 카메라를 사용하는 단계;
상기 치료될 면적의 적어도 부분의 형태 및 크기를 결정하기 위해 이미지-인식 기술을 사용하여 상기 하나 이상의 이미지들을 프로세싱하는 단계;
상기 치료될 면적의 적어도 부분의 상기 결정된 형태 및 크기에 따라 펄스 레이저 빔에 대한 스캐닝 필드의 형태 및 크기를 조정하는 단계; 및
그 후 상기 스캐닝 필드의 전체에 걸쳐 상기 치료될 면적의 적어도 부분으로 상기 레이저 광의 펄스화된 빔을 스캔하는 단계를 포함하는, 방법.
In the method of dermatological treatment,
Using the camera to acquire one or more images of at least a portion of the area of the subject's skin to be treated;
Processing the one or more images using image-recognition techniques to determine the shape and size of at least a portion of the area to be treated;
Adjusting the shape and size of the scanning field for the pulsed laser beam according to the determined shape and size of at least a portion of the area to be treated; And
Then scanning the pulsed beam of laser light over the entire scanning field with at least a portion of the area to be treated.
청구항 48에 있어서,
치료될 면적의 연속적인 부분적으로 중첩한 세그먼트들을 조사하며 동일한 치료 내에서 이미 조사된 세그먼트들과 중첩하는 치료될 각각의 세그먼트의 면적들을 마스킹하기 위해 이미지-스티칭 알고리즘(image-stitching algorithm)을 사용하여 상기 하나 이상의 이미지들을 프로세싱하는 단계를 포함하는, 방법.
The method of claim 48,
Using an image-stitching algorithm to examine successive partially overlapping segments of the area to be treated and to mask the areas of each segment to be treated that overlap with the previously irradiated segments within the same treatment. Processing the one or more images.
피부과 치료를 위한 레이저 장치에 있어서,
조정 가능한 크기 및/또는 형태의 스캐닝 필드에 걸쳐 2mm 미만의 스팟 크기를 갖고 치료 레이저 빔을 스캔하기 위한 빔 스캐너 및 카메라를 포함하는 워크 헤드(work head);
적어도 하나의 펄스 치료 레이저에 상기 빔 스캐너를 연결하기 위한 광학 입력;
치료될 피험체의 피부의 면적에 인접하여 상기 워크 헤드를 안정적으로 배치하기 위한 조정 가능한 포지셔닝 디바이스(positioning device); 및
상기 레이저 치료 장치의 동작을 제어하기 위한 자동 제어 시스템을 포함하며,
상기 자동 제어 시스템은 상기 카메라로부터 상기 치료될 면적의 하나 이상의 이미지들을 수신하고, 상기 치료될 면적의 적어도 부분의 형태를 결정하기 위해 상기 수신된 이미지들을 프로세싱하고, 상기 치료될 면적의 적어도 부분의 상기 결정된 형태에 따라 스캐닝 필드의 크기 및/또는 형태를 조정하며 상기 스캐닝 필드에 걸쳐 상기 치료 레이저 빔을 스캔하도록 구성되는, 레이저 장치.
In the laser device for dermatological treatment,
A work head comprising a camera and a beam scanner for scanning the therapeutic laser beam with a spot size of less than 2 mm across the scanning field of adjustable size and/or shape;
An optical input for connecting the beam scanner to at least one pulse therapy laser;
An adjustable positioning device for stably positioning the work head adjacent to the area of the skin of the subject to be treated; And
It includes an automatic control system for controlling the operation of the laser treatment device,
The automatic control system receives one or more images of the area to be treated from the camera, processes the received images to determine a shape of at least a portion of the area to be treated, and the at least a portion of the area to be treated. The laser device, configured to scan the therapeutic laser beam across the scanning field and adjusting the size and/or shape of the scanning field according to the determined shape.
청구항 50에 있어서,
상기 피험체의 피부 상에서 조작자에게 상기 스캐닝 필드의 윤곽을 표시하기 위한 광학 트레이서를 더 포함하며; 상기 자동 제어 시스템은 또한 상기 피험체의 피부 상에서 상기 스캐닝 필드의 윤곽을 디스플레이하기 위해 상기 광학 트레이서를 제어하도록 구성되는, 레이저 장치.
The method of claim 50,
An optical tracer for displaying an outline of the scanning field to an operator on the subject's skin; Wherein the automatic control system is further configured to control the optical tracer to display an outline of the scanning field on the subject's skin.
청구항 50 또는 청구항 51에 있어서,
상기 치료될 피험체의 피부의 면적의 적어도 부분의 이미지들을 나타내는 디스플레이 신호를 상기 자동 제어 시스템으로부터 수신하며 상기 스크린상에 이들 이미지들을 디스플레이하도록 적응되는 디스플레이를 더 포함하며, 상기 자동 제어 시스템은 또한 상기 피험체의 피부의 이미지들 상에 겹쳐진 스캐닝 필드의 윤곽을 상기 스크린 상에 디스플레이하도록 구성되는, 레이저 장치.
The method of claim 50 or 51,
Further comprising a display adapted to receive from the automatic control system a display signal representing images of at least a portion of the area of the skin of the subject to be treated and display these images on the screen, the automatic control system further comprising the The laser device, configured to display on the screen an outline of a scanning field superimposed on images of a subject's skin.
청구항 50 내지 청구항 52 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자동 제어 시스템은 상기 빔 스캐너를 동작시키기 전에 상기 스캐닝 필드가 표시된 후 안전 제어 신호를 기다리도록 구성되는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 50 to 52,
The automatic control system is configured to wait for a safety control signal after the scanning field is displayed before operating the beam scanner.
청구항 50 내지 청구항 53 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자동 제어 시스템은 조작자에 의해 상기 스캐닝 필드의 형태 및/또는 크기의 조정을 허용하도록 구성되는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 50 to 53,
Wherein the automatic control system is configured to allow adjustment of the shape and/or size of the scanning field by an operator.
청구항 50 내지 청구항 54 중 어느 한 항에 있어서,
상기 워크 헤드는 상기 치료될 면적에 대해 상기 레이저 빔 스캐너의 위치를 상기 피험체의 피부에 표시하기 위해 상기 피험체의 피부를 향해 가시 조준 빔을 방출하기 위한 조준 빔 디바이스를 더 포함하는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 50 to 54,
The work head further comprises an aiming beam device for emitting a visible aiming beam toward the skin of the subject to indicate the position of the laser beam scanner with respect to the area to be treated on the skin of the subject. .
청구항 50 내지 청구항 55 중 어느 한 항에 있어서,
상기 치료될 면적의 적어도 부분의 토포그래피(topography)를 측정하기 위해 하나 이상의 토포그래피 측정 기구들을 더 포함하며; 상기 자동 제어 시스템은 또한 상기 토포그래피 측정치들에 기초하여 상기 치료될 면적의 적어도 부분의 토포그래피를 결정하고 상기 스캐닝 필드의 형태 및/또는 크기를 산출하기 위해 상기 치료될 면적의 적어도 부분의 형태와 크기 및 토포그래피를 융합(fuse)하도록 구성되는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 50 to 55,
Further comprising one or more topography measuring instruments to measure a topography of at least a portion of the area to be treated; The automatic control system may also determine a topography of at least a portion of the area to be treated based on the topography measurements and calculate the shape and/or size of the scanning field. A laser device configured to fuse size and topography.
청구항 50 내지 청구항 56 중 어느 한 항에 있어서,
상기 포지셔닝 디바이스는 다수의 상이한 위치들에 배치될 워크 헤드가 다수의 연속 세그먼트들에서 치료될 전체 면적의 치료를 허용하도록 허용하는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 50 to 56,
Wherein the positioning device allows a work head to be placed in a number of different positions to allow treatment of the entire area to be treated in a number of consecutive segments.
청구항 57에 있어서,
상기 자동 제어 시스템은 상기 제어 시스템에 의해 이미 식별된 또 다른 세그먼트와의 중첩 면적을 식별하기 위해 상기 치료될 면적의 세그먼트의 수신된 이미지들을 프로세싱하며 상기 치료될 세그먼트에 대한 스캐닝 필드에서 상기 중첩 면적을 마스킹하기 위해 이미지 스티칭 알고리즘을 사용하도록 구성되는, 레이저 장치.
The method of claim 57,
The automatic control system processes the received images of the segment of the area to be treated to identify an area of overlap with another segment already identified by the control system and calculates the area of overlap in a scanning field for the segment to be treated. A laser device configured to use an image stitching algorithm to mask.
청구항 50 내지 청구항 57 중 어느 한 항에 있어서,
상기 포지셔닝 디바이스는 자동화되며 상기 자동 제어 시스템은 또한 상기 치료될 전체 면적을 커버하도록 연속하는 인접한 스캐닝 필드들을 스캔하기 위해 상기 워크 헤드를 배치하도록 상기 포지셔닝 디바이스를 제어하기 위해 구성되는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 50 to 57,
Wherein the positioning device is automated and the automatic control system is further configured to control the positioning device to position the work head to scan consecutive adjacent scanning fields to cover the entire area to be treated.
청구항 59에 있어서,
상기 자동화된 포지셔닝 디바이스는 상기 워크 헤드가 조작자에 의해 자유롭게 이동될 수 있는 제 1 모드와 상기 워크 헤드의 위치가 상기 자동 제어 시스템에 의해 제어되는 제 2 모드 사이에서 스위칭 가능한, 레이저 장치.
The method of claim 59,
Wherein the automated positioning device is switchable between a first mode in which the work head can be freely moved by an operator and a second mode in which the position of the work head is controlled by the automatic control system.
청구항 60에 있어서,
상기 치료될 면적의 적어도 부분의 토포그래피를 측정하기 위한 하나 이상의 토포그래피 측정 기구들을 더 포함하며; 상기 자동 제어 시스템은 또한 상기 토포그래피 측정치들에 기초하여 상기 치료될 면적의 적어도 부분의 토포그래피를 결정하고 상기 스캐닝 필드의 형태 및/또는 크기를 산출하기 위해 상기 치료될 면적의 적어도 부분의 형태와 크기 및 토포그래피를 융합하도록 구성되며; 상기 자동 제어 시스템은 조작자가 그것의 제 1 모드에서 상기 포지셔닝 디바이스를 갖고 상기 치료될 면적의 전체 주위에서 상기 워크 헤드를 향하게 함에 따라 로봇 암이 계속해서 그것의 위치를 측정하고 그것의 경로를 기록하는 동안 상기 카메라가 상기 피험체의 피부의 이미지들을 계속해서 캡처하도록 동작하며, 그 후 상기 자동 제어 시스템이 스캔 경로를 최적화함으로써 스캐닝 경로를 산출하는 학습 모드; 및 상기 워드 헤드가 상기 치료될 면적의 전체에 걸쳐 상기 펄스 레이저 빔을 스캔하도록 연속 스캐닝 필드들에서의 빔 스캐너를 동작시키면서 상기 제어 시스템에 의해 생성된 경로를 따르기 위해 상기 제어 시스템의 제어하에 이동되는 스캐닝 모드 사이에서 스위칭 가능한, 레이저 장치.
The method of claim 60,
Further comprising one or more topography measuring instruments for measuring a topography of at least a portion of the area to be treated; The automatic control system may also determine a topography of at least a portion of the area to be treated based on the topography measurements and calculate the shape and/or size of the scanning field. Configured to fuse size and topography; The automatic control system allows the robotic arm to continuously measure its position and record its path as the operator has the positioning device in its first mode and directs the workhead around the entire area to be treated. A learning mode in which the camera is operated to continuously capture images of the skin of the subject, and then the automatic control system calculates a scanning path by optimizing the scan path; And the word head being moved under the control of the control system to follow the path created by the control system while operating a beam scanner in continuous scanning fields to scan the pulsed laser beam over the entire area to be treated. Laser device, switchable between scanning modes.
청구항 50 내지 청구항 61 중 어느 한 항에 있어서,
치료 동안 상기 피험체의 움직임을 검출하고 측정하기 위한 하나 이상의 움직임 검출기들을 더 포함하며; 상기 자동 제어 시스템은 상기 치료 레이저 빔의 스캐닝을 자동으로 정정하거나 또는 움직임이 임계 양을 초과하는 경우 스캐닝을 정지하도록 구성되는, 레이저 장치.
The method according to any one of claims 50 to 61,
Further comprising one or more motion detectors for detecting and measuring motion of the subject during treatment; Wherein the automatic control system is configured to automatically correct the scanning of the therapeutic laser beam or to stop scanning if the motion exceeds a threshold amount.
청구항 51 내지 청구항 62 중 어느 한 항에 있어서,
펄스 치료 레이저 및 상기 워크 헤드의 광학 입력에 상기 치료 레이저를 연결하기 위한 광학 시스템을 더 포함하는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 51 to 62,
The laser device further comprising a pulsed therapy laser and an optical system for coupling the therapy laser to an optical input of the workhead.
청구항 63에 있어서,
상기 빔 스캐닝 디바이스에 의해 방출된 상기 펄스 레이저 빔은 약 0.1 내지 100ps의 범위에서의 펄스 폭 및 적어도 약 50 GW/㎠의 강도를 갖는, 레이저 장치.
The method of claim 63,
The laser apparatus, wherein the pulsed laser beam emitted by the beam scanning device has a pulse width in the range of about 0.1 to 100 ps and an intensity of at least about 50 GW/cm 2.
피부과 치료를 위한 레이저 장치에 있어서,
펄스 치료 레이저, 치료될 피험체의 피부의 면적으로 레이저 광의 펄스화된 빔을 전달하기 위한 워크 헤드, 및 상기 워크 헤드에 상기 치료 레이저를 연결하기 위한 광학 시스템을 포함하며; 상기 배열은 상기 펄스 레이저 빔이 약 0.1 내지 100ps의 범위에서의 펄스 폭 및 적어도 약 50 GW/㎠의 강도를 갖도록 하는, 레이저 장치.
In the laser device for dermatological treatment,
A pulsed treatment laser, a work head for delivering a pulsed beam of laser light to an area of the skin of a subject to be treated, and an optical system for connecting the treatment laser to the work head; The arrangement such that the pulsed laser beam has a pulse width in the range of about 0.1-100 ps and an intensity of at least about 50 GW/cm 2.
청구항 64 또는 청구항 65에 있어서,
상기 펄스 레이저 광은 약 0.5 내지 10 J/㎠, 바람직하게는 약 1 내지 8 J/㎠의 표피 깊이에서의 플루엔스를 갖는, 레이저 장치.
The method of claim 64 or 65,
The laser device, wherein the pulsed laser light has a fluence at a skin depth of about 0.5 to 10 J/cm 2, preferably about 1 to 8 J/cm 2.
청구항 64 내지 청구항 66 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이저 광은 약 0.1 내지 1 TW/㎠의 강도를 갖는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 64 to 66,
The laser device, wherein the laser light has an intensity of about 0.1 to 1 TW/cm 2.
청구항 64 내지 청구항 67 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이저 광은 적어도 약 0.5ps, 바람직하게는 적어도 1.0ps의 펄스 폭을 갖는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 64 to 67,
The laser device, wherein the laser light has a pulse width of at least about 0.5 ps, preferably at least 1.0 ps.
청구항 64 내지 청구항 68 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이저 광은 약 35ps 미만, 바람직하게는 약 25ps 미만의 펄스 폭을 갖는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 64 to 68,
The laser device, wherein the laser light has a pulse width of less than about 35 ps, preferably less than about 25 ps.
청구항 64 내지 청구항 69 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이저 광은 범위 약 1 내지 15ps, 바람직하게는 약 1 내지 10ps에서의 펄스 폭을 갖는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 64 to 69,
Wherein the laser light has a pulse width in the range of about 1 to 15 ps, preferably about 1 to 10 ps.
청구항 64 내지 청구항 70 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이저 광은 직경 약 2mm 이하의 피부에서의 스팟 크기를 갖는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 64 to 70,
The laser device, wherein the laser light has a spot size in the skin of about 2 mm or less in diameter.
청구항 64 내지 청구항 71 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이저 광은 약 0.1 내지 2.0mm; 바람직하게는 약 0.5 내지 1.0mm의 스팟 크기를 가지며, 상기 워크-헤드는 각각의 펄스가 상기 피험체의 피부의 상이한 부분에 충돌하도록 상기 레이저 광의 펄스화된 빔을 스캔하기 위한 빔 스캐너를 포함하는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 64 to 71,
The laser light is about 0.1 to 2.0 mm; Preferably having a spot size of about 0.5 to 1.0 mm, the work-head comprises a beam scanner for scanning the pulsed beam of the laser light such that each pulse impinges on a different portion of the skin of the subject. , Laser device.
피부과 치료를 위한 레이저 장치에 있어서,
펄스 치료 레이저, 각각의 펄스가 피험체의 피부의 상이한 부분에 충돌하도록 상기 치료될 피험체의 피부의 면적으로 레이저 광의 펄스화된 빔을 스캔하기 위한 빔 스캐너를 포함하는 워크-헤드, 및 상기 빔 스캐너에 상기 치료 레이저를 연결하기 위한 광학 시스템을 포함하며, 상기 배열은 사용 중 각각의 펄스가 상기 빔 스캐너에 의해 약 0.1 내지 2.0mm; 바람직하게는 약 0.5 내지 1.0mm의 범위에서의 최대 치수를 가진 스팟의 형태로 상기 피험체의 피부로 전달되며, 표피 깊이에서 각각의 펄스의 플루엔스는 약 0.5 내지 10 J/㎠의 범위에 있도록 하는, 레이저 장치.
In the laser device for dermatological treatment,
A work-head comprising a pulsed therapy laser, a beam scanner for scanning a pulsed beam of laser light into an area of the subject's skin to be treated such that each pulse strikes a different portion of the subject's skin, and the beam An optical system for coupling the therapeutic laser to a scanner, the arrangement wherein each pulse during use is about 0.1 to 2.0 mm by the beam scanner; Preferably, it is delivered to the skin of the subject in the form of a spot having a maximum dimension in the range of about 0.5 to 1.0 mm, and the fluence of each pulse at the depth of the epidermis is in the range of about 0.5 to 10 J/cm 2 To do, the laser device.
청구항 73에 있어서,
상기 빔 스캐닝 디바이스는 레이저 광의 연속 펄스들로 치료되는 상기 피부의 면적의 상이한 부분들이 적어도 약 0.1mm만큼 서로 분리되도록 구성되는, 레이저 장치.
The method of claim 73,
Wherein the beam scanning device is configured such that different portions of the area of the skin treated with successive pulses of laser light are separated from each other by at least about 0.1 mm.
피부과 치료를 위한 레이저 장치에 있어서,
펄스 치료 레이저, 각각의 펄스가 피험체의 피부의 상이한 부분에 충돌하도록 상기 치료될 피험체의 피부의 면적으로 레이저 광의 펄스화된 빔을 스캔하기 위한 빔 스캐너를 포함하는 워크-헤드, 및 상기 빔 스캐닝 디바이스에 상기 치료 레이저를 연결하기 위한 광학 시스템을 포함하며, 상기 배열은 사용 중 각각의 펄스가 상기 빔 스캐너에 의해 약 0.5 내지 10 J/㎠의 범위에서의 표피 깊이에서의 플루엔스를 갖고 스팟의 형태로 상기 피험체의 피부로 전달되며 상기 상이한 부분들은 적어도 약 0.1mm만큼 서로 분리되도록 하는, 레이저 장치.
In the laser device for dermatological treatment,
A work-head comprising a pulsed therapy laser, a beam scanner for scanning a pulsed beam of laser light into an area of the subject's skin to be treated such that each pulse strikes a different portion of the subject's skin, and the beam And an optical system for connecting the therapeutic laser to a scanning device, the arrangement wherein each pulse during use has a fluence at a depth of the skin in the range of about 0.5 to 10 J/cm 2 by the beam scanner and a spot The laser device is delivered to the skin of the subject in the form of and the different parts are separated from each other by at least about 0.1 mm.
피부과 치료를 위한 레이저 장치에 있어서,
펄스 치료 레이저, 각각의 펄스가 피험체의 피부의 상이한 부분에 충돌하도록 상기 치료될 피험체의 피부의 면적으로 레이저 광의 펄스화된 빔을 스캔하기 위한 빔 스캐너를 포함한 워크-헤드, 및 상기 빔 스캐닝 디바이스에 상기 치료 레이저를 연결하기 위한 광학 시스템을 포함하며, 상기 배열은 사용 중 각각의 펄스가 상기 빔 스캐너에 의해 약 0.5 내지 10 J/㎠의 범위에서의 표피 깊이에서의 플루엔스를 갖고 스팟의 형태로 상기 피험체의 피부로 전달되도록 하며 상기 빔은 그것의 강도가 상기 빔의 나머지보다 주변 외부 영역에서 더 낮도록 감쇠되는, 레이저 장치.
In the laser device for dermatological treatment,
Pulse therapy laser, a work-head comprising a beam scanner for scanning a pulsed beam of laser light into an area of the skin of the subject to be treated so that each pulse strikes a different portion of the skin of the subject, and scanning the beam An optical system for connecting the therapeutic laser to a device, the arrangement wherein each pulse during use has a fluence at a depth of the skin in the range of about 0.5-10 J/cm 2 by the beam scanner and the spot Wherein the laser device is configured to be delivered to the subject's skin in a form wherein the beam is attenuated such that its intensity is lower in the surrounding outer area than the rest of the beam.
청구항 73 내지 청구항 75 중 어느 한 항에 있어서,
상기 빔 스캐너는 스캐닝 필드에 걸쳐 상기 빔을 스캔하기 위한 광학 빔 조향 디바이스를 포함하는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 73 to 75,
Wherein the beam scanner comprises an optical beam steering device for scanning the beam across a scanning field.
청구항 77에 있어서,
상기 스캐닝 필드의 형태는 조정 가능한, 레이저 장치.
The method of claim 77,
The shape of the scanning field is adjustable, laser device.
청구항 78에 있어서,
상기 스캐닝 필드의 형태는 선택적으로 상이한 종횡비들을 가진, 다수의 사전-설정된 형태들, 예컨대, 원형, 정사각형 및 직사각형으로부터 선택 가능한, 레이저 장치.
The method of claim 78,
The shape of the scanning field is optionally selectable from a number of pre-set shapes, eg circular, square and rectangular, with different aspect ratios.
청구항 77 내지 청구항 79 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스캐닝 필드의 윤곽을 보여주기 위해 상기 스캐닝 필드의 주변부 주위에서 가시 조준 빔을 계속해서 스캔하기 위한 조준 빔 디바이스를 더 포함하는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 77 to 79,
The laser apparatus further comprising an aiming beam device for continuously scanning a visible aiming beam around a periphery of the scanning field to outline the scanning field.
청구항 77 내지 청구항 80 중 어느 한 항에 있어서,
상기 빔 스캐너는 상기 빔이 방금 스캔된 일 부분에 인접한 상기 스캐닝된 면적의 일 부분을 건너뛰고 상기 스캔된 부분으로부터 더 먼 부분들을 스캔한 후 돌아가는 것을 포함하는 구성 가능한 스캐닝 패턴으로 상기 스캐닝 필드에 걸쳐 스캔되도록 구성되는, 레이저 장치.
The method according to any one of claims 77 to 80,
The beam scanner spans the scanning field with a configurable scanning pattern comprising skipping a portion of the scanned area adjacent to the portion where the beam has just been scanned and scanning portions further away from the scanned portion and then returning. A laser device configured to be scanned.
청구항 77 내지 청구항 81 중 어느 한 항에 있어서,
상기 빔 스캐너는 상기 빔이 패스들의 시퀀스에서 상기 스캐닝 필드에 걸쳐 스캔되고 상기 패스의 각각에서 상기 치료될 면적의 선택된, 인접하지 않은 부분들이 조사되도록 구성되는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 77-81,
Wherein the beam scanner is configured such that the beam is scanned across the scanning field in a sequence of passes and selected, non-adjacent portions of the area to be treated in each of the passes are irradiated.
청구항 77 내지 청구항 82 중 어느 한 항에 있어서,
상기 빔 스캐너는 연속 펄스들이 상기 치료될 면적의 상이한 부분들에 닿도록 일련의 선형 또는 곡선형 라인들에서 상기 스캐닝 필드에 걸쳐 상기 레이저 광의 빔을 스캔하기 위해 구성되는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 77-82,
Wherein the beam scanner is configured to scan the beam of laser light across the scanning field in a series of linear or curved lines such that successive pulses hit different portions of the area to be treated.
피부과 치료를 위한 레이저 장치에 있어서,
펄스 치료 레이저, 치료될 피험체의 피부의 면적으로 레이저 광의 펄스화된 빔을 스캔하기 위한 빔 스캐너를 포함한 워크-헤드, 및 상기 빔 스캐너에 상기 치료 레이저를 연결하기 위한 광학 시스템을 포함하며; 상기 배열은 사용 중 각각의 펄스가 상기 빔 스캐너에 의해 약 0.5 내지 10 J/㎠의 범위에서의 표피 깊이에서의 플루엔스를 갖고 스팟의 형태로 상기 피험체의 피부로 전달되도록 하며 상기 빔 스캐너는 상기 레이저 광의 빔이 연속 펄스들이 상기 치료될 면적의 상이한 부분들에 닿도록 일련의 선형 또는 곡선형 라인들에서 스캐닝 필드에 걸쳐 스캔되도록 구성되는, 레이저 장치.
In the laser device for dermatological treatment,
A pulsed treatment laser, a work-head comprising a beam scanner for scanning a pulsed beam of laser light into an area of the subject's skin to be treated, and an optical system for connecting the treatment laser to the beam scanner; The arrangement allows each pulse during use to be delivered to the subject's skin in the form of a spot with a fluence at the epidermal depth in the range of about 0.5 to 10 J/cm 2 by the beam scanner. Wherein the beam of laser light is configured to be scanned over a scanning field in a series of linear or curved lines such that successive pulses hit different portions of the area to be treated.
청구항 83 또는 청구항 84에 있어서,
상기 라인들은 서로 병치되어 스캔되며, 각각의 라인은 상기 피험체의 피부의 인접한 부분들로의 상기 레이저 광의 복수의 연속 펄스들을 포함하는, 레이저 장치.
The method of claim 83 or 84,
The lines are scanned parallel to each other, each line comprising a plurality of successive pulses of the laser light to adjacent portions of the subject's skin.
청구항 85에 있어서,
인접한 라인들은 연속하여, 예컨대 래스터 스캐닝에 의해 스캔되는, 레이저 장치.
The method of claim 85,
Adjacent lines are scanned in succession, eg by raster scanning.
청구항 85에 있어서,
상기 라인들은 인터레이싱 방식으로 스캔되는, 레이저 장치.
The method of claim 85,
The lines are scanned in an interlacing manner.
청구항 83 내지 청구항 87 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 스캔된 라인 내에서의 부분들은 순서 외로 조사되는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 83 to 87,
The laser device, wherein portions within each scanned line are irradiated out of sequence.
청구항 88에 있어서,
각각의 라인은 패스들의 시퀀스에서 스캔되고 상기 패스의 각각에서 선택된, 인접하지 않은 부분들이 조사되는, 레이저 장치.
The method of claim 88,
Each line is scanned in a sequence of passes and selected, non-adjacent portions in each of the passes are irradiated.
청구항 83 내지 청구항 89 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스캐닝 필드의 형태는 광학, 예컨대, 컴퓨터 비전에 의해 상기 치료될 면적의 형태를 획득함으로써 자동으로 결정되는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 83 to 89,
The laser device, wherein the shape of the scanning field is determined automatically by obtaining the shape of the area to be treated by optics, for example computer vision.
청구항 64 내지 청구항 90 중 어느 한 항에 있어서,
상기 펄스화된 빔은 약 30Hz보다 큰, 바람직하게는 약 100Hz보다 큰; 선택적으로 200 내지 500Hz의 펄스 반복률을 갖는, 레이저 장치.
The method according to any one of claims 64 to 90,
The pulsed beam is greater than about 30 Hz, preferably greater than about 100 Hz; Optionally, a laser device having a pulse repetition rate of 200 to 500 Hz.
청구항 64 내지 청구항 91 중 어느 한 항에 있어서,
상기 펄스화된 빔은 약 1000Hz 이상, 예컨대 2000Hz, 4000Hz 또는 6000Hz의 펄스 반복률을 갖는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 64 to 91,
The laser device, wherein the pulsed beam has a pulse repetition rate of at least about 1000 Hz, such as 2000 Hz, 4000 Hz or 6000 Hz.
청구항 64 내지 청구항 92 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 펄스는 약 1 내지 100mJ, 바람직하게는 약 1 내지 50mJ, 보다 바람직하게는 약 1 내지 30mJ의 범위에서의 에너지를 갖는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 64 to 92,
Each pulse has an energy in the range of about 1 to 100 mJ, preferably about 1 to 50 mJ, more preferably about 1 to 30 mJ.
청구항 64 내지 청구항 93 중 어느 한 항에 있어서,
상기 워크 헤드에 연결되는 상이한 파장들을 가진 둘 이상의 펄스 치료 레이저들을 포함하는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 64 to 93,
A laser device comprising two or more pulsed therapy lasers having different wavelengths connected to the work head.
청구항 94에 있어서,
상기 배열은 사용 중 상기 워크 헤드가 제 1 펄스 치료 레이저로부터 1011 내지 1012 W/㎠의 강도를 가진 제 1 빔 및 제 2 펄스 치료 레이저로부터 109 내지 1010 W/㎠의 강도를 가진 제 2 빔을 상기 치료될 면적으로 전달하도록 하는, 레이저 장치.
The method of claim 94,
The arrangement is a first beam having an intensity of 10 11 to 10 12 W/cm 2 from the first pulse treatment laser and a first beam having an intensity of 10 9 to 10 10 W/cm 2 from the second pulse treatment laser during use. 2 to deliver a beam to the area to be treated.
청구항 95에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 펄스화된 빔들의 각각은 독립적으로 범위 0.5 내지 10 J/㎠, 바람직하게는 1 내지 7 J/㎠ 또는 1 내지 8 J/㎠에서의 플루엔스를 갖는, 레이저 장치.
The method of claim 95,
Each of the first and second pulsed beams independently has a fluence in the range 0.5 to 10 J/cm 2, preferably 1 to 7 J/cm 2 or 1 to 8 J/cm 2.
청구항 95 또는 청구항 96에 있어서,
상기 제 1 레이저는 선택적으로 800nm 또는 1030nm의 파장을 가진 IR 레이저이며, 상기 제 2 레이저는 선택적으로 532nm의 파장을 가진 녹색 레이저, 또는 1064nm의 파장을 가진 또 다른 IR 레이저인, 레이저 장치.
The method of claim 95 or 96,
The first laser is optionally an IR laser having a wavelength of 800 nm or 1030 nm, the second laser is a green laser optionally having a wavelength of 532 nm, or another IR laser having a wavelength of 1064 nm, laser device.
청구항 64 내지 청구항 81 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이저 광의 빔은 각각의 스팟 내에서 상기 빔의 강도가 상기 주변 영역에서 더 낮도록 외부 주변 영역에서 감쇠되는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 64 to 81,
Wherein the beam of laser light is attenuated in an outer peripheral area such that the intensity of the beam within each spot is lower in the peripheral area.
청구항 64 내지 청구항 98 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이저는 모드-잠김 레이저(mode-locked laser)인, 레이저 장치.
The method of any one of claims 64 to 98,
The laser device, wherein the laser is a mode-locked laser.
청구항 64 내지 청구항 99 중 어느 한 항에 있어서,
치료 동안 상기 피험체 또는 워크 헤드의 움직임을 검출하고 측정하기 위한 하나 이상의 움직임 검출기들 및 상기 움직임이 임계 양을 초과한다면 상기 레이저의 동작을 정지시키도록 구성되는 자동 제어 시스템을 더 포함하는, 레이저 장치.
The method of any one of claims 64 to 99,
The laser device further comprising one or more motion detectors for detecting and measuring motion of the subject or work head during treatment, and an automatic control system configured to stop the operation of the laser if the motion exceeds a threshold amount. .
피부과 레이저 치료 설비에 있어서,
적어도 30Hz의 펄스 반복률을 가진 레이저 광의 빔을 생성하도록 동작 가능한 펄스 치료 레이저; 복수의 별개의 치료 면적들; 각각의 치료 면적에서의 레이저 치료 장치로서, 각각의 레이저 치료 장치는 치료될 피험체의 피부의 면적에 걸쳐 치료 레이저 빔을 스캔하기 위한 빔 스캐너 및 광학 입력을 포함하는 워크 헤드를 포함한, 상기 레이저 치료 장치; 및 각각의 레이저 치료 장치의 워크 헤드의 광학 입력에 상기 치료 레이저를 연결하기 위한 광학 시스템을 포함하며;
상기 광학 시스템은 상기 레이저 빔을 상기 레이저 치료 장치 중 임의의 것으로 선택적으로 조향시키기 위해 동작 가능한 광-기계 선택기를 포함하는, 피부과 레이저 치료 설비.
In the dermatology laser treatment facility,
A pulsed therapy laser operable to generate a beam of laser light having a pulse repetition rate of at least 30 Hz; A plurality of distinct treatment areas; The laser treatment device at each treatment area, wherein each laser treatment device comprises a beam scanner for scanning the treatment laser beam over an area of the skin of the subject to be treated and a work head including an optical input. Device; And an optical system for coupling the treatment laser to an optical input of a work head of each laser treatment device;
Wherein the optical system includes a photo-machine selector operable to selectively steer the laser beam to any of the laser treatment devices.
청구항 101에 있어서,
각각의 펄스는 약 1 내지 100mJ의 에너지를 갖는, 피부과 레이저 치료 설비.
The method of claim 101,
Each pulse has an energy of about 1 to 100 mJ, a dermatological laser treatment facility.
피부과 레이저 치료 설비에 있어서,
적어도 30Hz의 펄스 반복률을 가진 레이저 광의 빔을 생성하도록 동작 가능한 펄스 치료 레이저; 복수의 별개의 치료 면적들; 각각의 치료 면적에서의 레이저 치료 장치로서, 상기 레이저 치료 장치는 치료될 피험체의 피부의 면적에 걸쳐 2mm 미만의 스팟 크기를 갖고 치료 레이저 빔을 스캔하기 위한 빔 스캐너 및 광학 입력을 포함하는 워크 헤드를 포함한, 상기 레이저 치료 장치; 및 각각의 레이저 치료 장치의 워크 헤드의 광학 입력에 상기 펄스 치료 레이저를 연결하기 위한 광학 시스템을 포함하며;
상기 광학 시스템은 상기 빔을 분할하고 그것을 상기 레이저 치료 장치의 각각으로 동시에 향하게 하기 위한 수동형 광학 스플리터(optical splitter)를 포함하는, 피부과 레이저 치료 설비.
In the dermatology laser treatment facility,
A pulsed therapy laser operable to generate a beam of laser light having a pulse repetition rate of at least 30 Hz; A plurality of distinct treatment areas; A laser treatment device at each treatment area, wherein the laser treatment device has a spot size of less than 2 mm over an area of the skin of a subject to be treated and a work head comprising a beam scanner and an optical input for scanning the treatment laser beam Including, the laser treatment device; And an optical system for coupling the pulsed therapy laser to an optical input of a work head of each laser therapy device;
Wherein the optical system comprises a passive optical splitter for splitting the beam and directing it simultaneously to each of the laser treatment devices.
청구항 103에 있어서,
상기 펄스 치료 레이저는 적어도 5mJ의 펄스 에너지를 갖는, 피부과 레이저 치료 설비.
The method of claim 103,
The pulse treatment laser has a pulse energy of at least 5 mJ, dermatological laser treatment equipment.
청구항 103 또는 청구항 104에 있어서,
각각의 워크 헤드에서 빔 스캐너는 각각의 별개의 치료 면적의 특정 요건들에 따라 상기 분할된 레이저 빔을 변조하기 위한 고속 광학 변조기를 포함하는, 피부과 레이저 치료 설비.
The method of claim 103 or 104,
A dermatological laser treatment facility, wherein the beam scanner at each workhead comprises a high speed optical modulator for modulating the segmented laser beam according to the specific requirements of each separate treatment area.
청구항 103 내지 청구항 105 중 어느 한 항에 있어서,
상기 빔은 두 개의 레이저 치료 장치/치료 면적들 간에 분할되는, 피부과 레이저 치료 설비.
The method according to any one of claims 103 to 105,
The beam is split between two laser treatment devices/treatment areas.
피부과 레이저 치료 설비에 있어서,
적어도 30Hz의 펄스 반복률을 가진 레이저 광의 빔을 생성하도록 동작 가능한 펄스 치료 레이저; 복수(n)의 별개의 치료 면적들; 각각의 치료 면적에서의 레이저 치료 장치로서, 각각의 레이저 치료 장치는 치료될 피험체의 피부의 면적에 걸쳐 2mm 미만의 스팟 크기를 갖고 치료 레이저 빔을 스캔하기 위한 빔 스캐너 및 광학 입력을 포함하는 워크 헤드를 포함한, 상기 레이저 치료 장치; 및 각각의 레이저 치료 장치의 광학 입력에 상기 펄스 치료 레이저를 연결하기 위한 광학 시스템을 포함하며;
상기 광학 시스템은 직렬로 배열되며 매 n번째 펄스를 택하는 각각의 광학 변조기를 갖고, 상기 레이저 치료 장치 중 상이한 것들로 차례로 연속 펄스들을 조향시키도록 선택적으로 동작 가능한 광학 변조기들의 치료 면적들의 수와 동일한 복수(n)를 포함하는, 피부과 레이저 치료 설비.
In the dermatology laser treatment facility,
A pulsed therapy laser operable to generate a beam of laser light having a pulse repetition rate of at least 30 Hz; A plurality (n) of distinct treatment areas; A laser treatment device at each treatment area, wherein each laser treatment device has a spot size of less than 2 mm over an area of the skin of the subject to be treated and includes a beam scanner for scanning the treatment laser beam and an optical input. The laser treatment device, including a head; And an optical system for coupling the pulsed therapy laser to an optical input of each laser therapy device;
The optical system is arranged in series and has each optical modulator taking every nth pulse, equal to the number of treatment areas of optical modulators selectively operable to steer successive pulses in turn with different ones of the laser treatment devices. Dermatological laser treatment equipment comprising a plurality (n).
청구항 106에 있어서,
상기 펄스 치료 레이저는 100Hz를 초과하는, 바람직하게는 500Hz를 초과하며 더 바람직하게는 1000Hz를 초과하는, 예컨대 2000Hz, 4000Hz 또는 6000Hz의 펄스 반복률들을 갖는, 피부과 레이저 치료 설비.
The method of claim 106,
The pulse therapy laser has a pulse repetition rate of more than 100 Hz, preferably more than 500 Hz and more preferably more than 1000 Hz, for example 2000 Hz, 4000 Hz or 6000 Hz.
청구항 107 또는 청구항 108에 있어서,
각각의 펄스는 약 1 내지 100mJ의 에너지를 가져야 하는, 피부과 레이저 치료 설비.
The method of claim 107 or 108,
Each pulse should have an energy of about 1 to 100 mJ, a dermatological laser treatment facility.
청구항 107 내지 청구항 109 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 레이저 치료 장치의 빔 스캐너는 약 0.5 내지 10 J/㎠의 범위에서의 표피 깊이에서의 플루엔스를 제공하는 펄스 지속 기간으로 상기 펄스들을 변조하기 위한 광학 변조기를 포함하는, 피부과 레이저 치료 설비.
The method according to any one of claims 107 to 109,
A dermatological laser treatment facility, wherein the beam scanner of each laser treatment device comprises an optical modulator for modulating the pulses with a pulse duration providing fluence at a depth of the skin in the range of about 0.5 to 10 J/cm 2.
피부과 레이저 치료 장치의 워크 헤드의 정확한 동작을 테스트하기 위한 테스트 장치에 있어서,
상기 워크 헤드 상에서 대응하는 체결 부분에 맞물리도록 구성된 워크 헤드 체결 부분을 가진 지지 구조 및 상기 워크 헤드의 하나 이상의 특성들을 테스트하기 위한 하나 이상의 센서들을 포함하며,
상기 하나 이상의 센서들은 상기 워크 헤드 체결 부분으로부터 이격된 위치에서 상기 지지 구조에 고정되며, 상기 워크 헤드 체결 부분은 상기 센서들에 대하여 안정되게 상기 워크 헤드를 위치시키기 위해 상기 워크 헤드 상에서 상기 대응하는 체결 부분과 맞물리도록 구성되는, 테스트 장치.
In the test device for testing the correct operation of the work head of the dermatology laser treatment device,
A support structure having a work head fastening portion configured to engage a corresponding fastening portion on the work head and one or more sensors for testing one or more properties of the work head,
The one or more sensors are fixed to the support structure at a position spaced apart from the work head fastening part, and the work head fastening part is the corresponding fastening on the work head to stably position the work head with respect to the sensors. A test device that is configured to engage a part.
청구항 111에 있어서,
상기 하나 이상의 센서들은 상기 워크 헤드에 의해 방출된 레이저 광의 빔의 위치 및 파워를 검출하기 위한 적어도 하나의 위치 감응 센서를 포함하는, 테스트 장치.
The method of claim 111,
The one or more sensors include at least one position sensitive sensor for detecting the position and power of the beam of laser light emitted by the work head.
청구항 111 또는 청구항 112에 있어서,
상기 워크 헤드 체결 부분과 상기 적어도 하나의 센서 사이에 개재된 천공형 분리기 판을 더 포함하며; 상기 분리기 판은 상기 워크 헤드 체결 부분에 대하여 알리진 위치들에서 그것을 통해 연장되는 하나 이상의 홀들을 갖고 형성되고, 상기 분리기 판의 나머지는 상기 워크 헤드에 의해 방출된 레이저 광에 불투명하고; 상기 워크 헤드 체결 부분은 상기 분리기 판에 대하여 알려진 위치에 상기 워크 헤드를 위치시키기 위해 상기 워크 헤드 상에서 상기 대응하는 체결 부분과 협력하도록 적응되며; 상기 하나 이상의 센서들은 상기 하나 이상의 홀들을 정확하게 통과한 광을 검출하도록 상기 워크 헤드로부터 상기 분리기 판의 반대 측면 상에 하나 이상의 광학 파워 센서들을 포함하는, 테스트 장치.
The method of claim 111 or 112,
And a perforated separator plate interposed between the work head fastening portion and the at least one sensor; The separator plate is formed with one or more holes extending therethrough at known positions relative to the work head fastening portion, the rest of the separator plate being opaque to the laser light emitted by the work head; The work head fastening portion is adapted to cooperate with the corresponding fastening portion on the work head to position the work head in a known position relative to the separator plate; Wherein the one or more sensors comprise one or more optical power sensors on the opposite side of the separator plate from the work head to detect light that has correctly passed through the one or more holes.
청구항 113에 있어서,
상기 분리기 판은 상기 워크 헤드에 의해 방출된 빔의 분기를 측정하기 위해 상이한 크기들의 복수의 홀들을 갖고 형성되는, 테스트 장치.
The method of claim 113,
Wherein the separator plate is formed with a plurality of holes of different sizes for measuring the divergence of the beam emitted by the work head.
청구항 111 내지 청구항 114 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 센서들은 적어도 하나의 광학 파워 미터(optical power meter)를 포함하는, 테스트 장치.
The method of any one of claims 111 to 114,
The test apparatus, wherein the one or more sensors comprise at least one optical power meter.
청구항 111 내지 청구항 115 중 어느 한 항에 있어서,
사용 중 피험체의 피부로부터 상기 워크 헤드를 이격시키기 위해 상기 워크 헤드 상에서 상기 대응하는 체결 부분에 해체 가능하게 연결될 수 있는 적어도 하나의 스페이서를 포함하며, 상기 하나 이상의 센서들과 상기 워크 헤드 체결 부분 간의 거리는 상기 스페이서의 길이와 대체로 동일한, 테스트 장치.
The method of any one of claims 111 to 115,
And at least one spacer detachably connectable to the corresponding fastening part on the work head to separate the work head from the skin of the subject during use, and between the one or more sensors and the work head fastening part The distance is approximately equal to the length of the spacer, the test apparatus.
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